K2CO3催化乙醇-水共溶剂中餐厨垃圾高效定向脱氮制备优质生物油研究

本研究创新性地采用K2CO3催化乙醇-水共溶剂体系（STL），实现餐厨垃圾（KW）在免干燥条件下高效转化为高热值（35.49 MJ/kg）、低氮含量（22.99 wt%）生物油，通过pH驱动蛋白质脱酰胺机制定向脱氮，溶剂循环3次仍保持35.16%产率，为湿垃圾资源化提供可持续解决方案。

　　

Highlight亮点聚焦

碳酸钾（K₂CO₃）在乙醇-水溶剂中展现出"三重魔法"：

• 生物油产率飙升至57.18%（热值35.49 MJ/kg），完胜传统水热液化（HTL）

• 定向脱氮黑科技——通过pH调控触发蛋白质脱酰胺反应，氮含量直降至22.99 wt%

• 溶剂循环利用不衰减，3次回用仍保持35.16%产率（需蒸馏+抗氧化剂）

关键发现

1. 催化剂王者争霸：碳酸盐家族（特别是K₂CO₃）在乙醇-水溶剂中表现抢眼，不仅产出"黄金比例"生物油（轻组分82.10%，烃类14.47%），还自带"降粘buff"（10.13 mPa·s）

2. 除杂双煞：碱性催化体系同步实现脱氮（N）脱硫（S），硫含量降至0.13 wt%

3. 溶剂循环密码：首次揭示乙醇回收的"保鲜秘诀"——蒸馏配合抗氧化剂可阻断降解链式反应

未来挑战

虽然STL技术碾压传统HTL，但溶剂维护仍是"阿喀琉斯之踵"：

• 回收乙醇必须"精装修"（蒸馏+BHT抗氧化剂）

• 催化剂个性鲜明：K₂CO₃是"脱氮专家"，KOH则是"增产能手"

结论

这项研究构建了餐厨垃圾转化的"黄金三角"技术：

(1) K₂CO₃-乙醇协同产生"三高"生物油（高产量、高热值、高稳定性）

(2) 碱性催化定向清除N/S"杂质分子"

(3) 溶剂循环技术实现"可持续炼油"