农林生物质热解油组分分离及热解木质素表征研究

发布时间：2020-06-03 19:44

【摘要】：农林生物质快速热解油化学组分丰富,是制备高值化学品以及液体燃料的良好原料。然而,热解油化合物种类的复杂性和组分分布的不均一性导致其利用率不高。根据化学成分特性对热解油进行组分分离,对各组分分别进行研究和分级转化是实现其高效利用的有效途径。本论文以针叶材落叶松热解油、阔叶材鹅掌楸热解油以及草本植物玉米秸秆热解油为研究对象,采用气质联用、多级溶剂萃取等方法分析了热解油的理化性质、化学成分及组分分布情况,采用甲醛的消耗量为指标考察了酚类组分的化学反应能力；采用自由基的清除能力为指标考察了水相组分及酚类组分的抗氧化活性,利用热重红外及热解气质联用等手段考察了热解木质素的热裂解失重特性及产物生成规律。论文主要结论如下：(1)试验所采用的热解油含水率为19%～27%,pH值为2.5～3.8,动力粘度为30～50 mPa·s,主要化学成分为酚类、酮类、醛类、酸类、酯类及糖类等。(2)热解油中醚溶相(酸、醛、酮类)、醚不溶相(热解糖类)、二氯甲烷溶相(小分子酚类)及二氯甲烷不溶相(热解木质素)的相对含量依次为18%～23%、32%～38%、15%～20%及6%～9%。(3)以抗坏血酸Vc为对照,对水相组分及酚类组分的抗氧化性测定结果表明,酚类组分与水相组分均具有一定的抗氧化活性,且随着样品浓度增大逐渐增强。(4)酚类组分和热解木质素均与甲醛具有一定的的反应能力,最高分别达到苯酚与甲醛反应能力的80%和25%。(5)与碱木质素相比,热解木质素较容易发生解聚,且热解程度和液体产率较高。热解木质素热解产物以酚类物质为主(最高达70%),高于碱木质素热解产物中酚类物质的含量。
【图文】：

热解油,化合物,玉米稻,分子化合物

分子化合物不能被检测到（Ｇａｒｃｉａ－化ｒｅｚ，邋２００７）。逡逑热解油中大部分的酪类化合物是由生物质中的木质素在热裂解液化过程中发生逡逑分子间断裂生成（Ｒｅｎ．邋２０１３），由图２－３可Ｗ看出，相比于玉米稻杆热解油，落叶松逡逑２４逡逑

木质素,热解,化学反应活性

４．３．３．１时间对热解木质素的化学反应性能的影响逡逑在反应温度为４５＂Ｃ，考察不同反应时间下热解木质素消耗甲酸的量，试验结果逡逑如图４－２所示。从图中可看出，当反应时间从化增至礼时，热解木质素消耗的甲逡逑醒量呈现较大的增长趋势，在反应３ｈ时，Ｉｇ落叶松热解木质素、蜡掌揪热解木质素、逡逑玉米稻杆热解木质素的甲醒消耗量依次为化５３７ｇ、０．４８２ｇ、０．４６１ｇ。当反应时间继续逡逑延长，达到４ｈ和５ｈ时，甲酸的消耗量增长缓慢，这表明此时热解木质素与甲醒的反逡逑应程度已较为充分，，反应能力逐渐变缓。当反应５ｈ时，Ｈ种热解木质素的甲酸消耗逡逑量依次为０．５巧ｇ、０．５０１ｇ、０．４８０ｇ，相比于化时，分别增加了邋０．０２２ｇ、０．０１９ｇ、０．０１９ｇ。逡逑０－６０１逡逑化邋５５－逦一＾逦—逦＂逡逑Ｉ－逡逑＂逦￣？－巧海：鞭巧％？未；＆堓逡逑米枯巧巧水疵契逡逑化巧－逡逑０．３０邋－逦，逦ｉｉｍｒｒ逦＇４－ｒ邋ｉ．＇ｒｒｉｍ＇ｉｉｉｉ’ｎ邋Ｉ＇ｌ＇ｉｍｉ＇ｉ＇邋＇－．，ｎｒｎ－ｎＴｉｍ＇ｎ｜ｍｉｍｍ＂－ｉ＇？、ｒｉ邋Ｉ．邋＂邋Ｔ邋ｉ邋，邋ｉ邋ｉ邋＂■邋１１邋ｍ邋ｉ邋ｉ邋ｉｒ逡逑１逦２逦３逦４逦５逡逑技惦时Ｎ＇ｍｉｎ逡逑图４－２不同反应时间下热解木质素的化学反应活性逡逑Ｆｉｇ．４－２邋民ｅａｃｔｉｏｎ邋ａｂｉｌｉｔｙ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ邋ｌｉｇｎｉｎ邋ａｎｄ邋ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ邋ｆｉｍｃｔｉｏｎ邋ａｔ
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6;TQ914.3

【参考文献】