木质素热裂解方式及其产物研究

发布时间：2021-02-02 02:19

　　木质素是储量仅次于纤维素的生物质资源,且每年都以500亿吨的速度再生,但因其分子量大、结构复杂,有效利用率不足5%,其余大部分以低值燃料方式简单处理,造成资源浪费。通过热裂解方式从木质素中获得小分子芳香族化合物是实现木质素资源化利用的有效途径之一。本论文利用热分析（TA）和热分析-红外／质谱（TA-FTIR/MS）联用仪、热裂解-气相色谱-质谱（Py-GC-MS）联用仪以及管式炉裂解等手段研究了气氛、温度、催化剂等诸多因素对木质素热解产物种类和数量的影响。TA研究结果表明木质素在无氧条件下升温至700℃失重率为40-45%,其中在200-500。C范围内失重剧烈,根据不同升温速率下热失重速率的变化情况计算不同来源的木质素热裂解反应活化能均为40kJ·mol-左右。利用TA-FTIR/MS联用技术捕捉到热分解过程中逸出气相产物中除了C02和H20之外还存在有机小分子化合物,但由于有机小分子化合物在传输过程中出现吸附或分解现象,难于进行热裂解产物的定性或定量分析。Py-GC-MS联用技术可以对木质素的热裂解产物进行了相对客观全面的定性定量分析。本文在该装置上利用冷阱捕集-GC-MS分析技术... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

经典木质素分子结构

系统联用系统则是由日本 Frontier Lab 气相色谱（GC 7890）以及日本 JEOL 的 J元素分析仪，德国 Elementar 公司；GCM式会社。实验条件法研究木质素样品的热化学行为。为了研学行为，分别采用高纯度氮气(99.99%)、模气。为了保证气相产物能够及时被带走，响，载气流量设定为 50mL/min。左右。温度范围随情况有所变化，一般为室in-1。在进行热裂解动力学研究中，采用50 Kmin-1等不同升温速率。

-GC/MS 实验条件-GC/MS 装置及典型实验条件-GC/MS 装置的关键部件是热裂解装置(Py)与 GC-MS 分析仪器装置。如图 2-2 所示，在不同载气条件下，将热裂解产物送入 G同。 Py 装置为氦气气氛，样品气化后的产物可直接进入 GC 的色谱，也就是说 Py 和 GC-MS 两个装置使用同一种载气。若 Py 装了防止色谱柱在有氧条件下发生氧化，需要更换载气。处理的的前端用液氮冷阱冷却，使得裂解产物冷凝而被捕集，然后将载定一段时间后将色谱柱从冷阱中移出，以氦气为载气吹入 GC 检测。


本文编号：3013866