木质素热重红外动力学分析与乙酰化改性研究
发布时间：2021-08-03 14:31
为拓宽木质素综合利用领域,本课题开展了不同来源木质素热重红外和乙酰化改性两方面的工作。以磺化木质素、酸析木质素、碱木质素为原料,利用热重与傅里叶变换红外光谱仪联用技术（TG-FTIR）,研究了木质素在不同升温速率条件下热解途径与作用机制,应用微分法和积分法推导出热解动力学参数,并通过流化床放大热解实验进行验证。结果表明:磺化木质素与碱木质素类似,失重峰分散,而酸析木质素失重集中在两个温度段。木质素的热解主要分为三个阶段,第一阶段重量损失为干燥样品,主要是水分释放阶段;第二阶段为快速热分解阶段,主要失重达到了60-70%左右,第三阶段残余的木质素高温炭化重量损失趋于平缓,在950℃仍有小残基约20%原始重量,各阶段对应不同物质的释放。结合三维红外光谱图得到了关于CO、CO2、CH4、H2O的吸光度随时间变化的规律。选取磺化木质素进行流化床热解实验,得到的液体生物油采用Py-GC/MS分析,液体产物中含有酮、酚、糖等主要成分,其中酚含量较大。对木质素热重曲线采用Kissinger法、Ozawa法、KAS法和FWO法作出热解动力学模型求解,结果表明,四种方法计算所得的热解动力学参数基本吻合,...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 选题依据
第二章 文献综述
2.1 木质素概述
2.1.1 木质素的结构及性质
2.1.2 木质素的化学提取方法--酸析法
2.2 木质素热解反应研究进展
2.2.1 研究进展
2.2.2 生物质热解反应动力学理论
2.2.2.1 活化能和频率因子的概念
2.2.2.2 动力学模型的建立
2.2.2.3 动力学参数求解的方法
2.2.3 流化床反应器
2.3 木材乙酰化改性研究进展
2.3.1 木材乙酰化的优势
2.3.2 乙酰化反应机理
2.4 本论文研究目的、内容和意义
2.4.1 研究目的
2.4.2 主要研究内容
第三章 木质素热重红外实验及动力学研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器及设备
3.2.1.1 实验仪器
3.2.1.2 热重红外设备
3.2.1.3 流化床设备
3.2.2 实验材料
3.2.3 TG-FTIR实验方法
3.2.4 磺化木质素流化床热解实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 木质素热解热重特性分析
3.3.2 木质素热解红外光谱分析
3.3.2.1 木质素随温度变化的热解规律
3.3.2.2 木质素热解产物红外的比较
3.3.3 磺化木质素流化床热解产物的气质分析
3.3.4 木质素热解动力学研究
3.3.4.1 Kissinger和Ozawa算法
3.3.4.2 Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger-Akahira-Sunose算法
3.4 本章小结
第四章 乙酰化木质素的制备及其评价
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验设备
4.2.2 实验材料
4.2.3 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 乙酰化前后产物比较
4.3.2 乙酸酐用量对乙酰化率的影响
4.3.3 反应温度和时间对乙酰化率的影响
4.3.4 红外表征及测试
4.3.5 吸油率测试
4.3.6 扫描电镜（SEM）分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 本论文的主要创新点
5.3 展望
攻读学位期间发表的学术论文
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质热解气化机理研究进展[J]. 李雪瑶,应浩. 精细石油化工进展. 2009(10)
[2]生物质快速热解产物在线催化提质研究[J]. 陆强,朱锡锋,李文志,张颖,陈登宇. 科学通报. 2009(08)
[3]锯末快速热解气的在线催化裂解[J]. 陆强,李文志,张栋,朱锡锋. 化工学报. 2009(02)
[4]木质素的微生物降解[J]. 胡琪,邓斐,吴学玲. 科技信息(科学教研). 2008(10)
[5]麦秸催化热解的TG-FTIR分析[J]. 邓霞,肖军,沈来宏. 能源研究与利用. 2007(03)
[6]木材乙酰化及其商业化应用[J]. Roger M.Rowell,管宁. 国际木业. 2007(04)
[7]木质素的改性及其在道路建设中的应用[J]. 惠会清. 山西建筑. 2005(19)
[8]球形木质素基离子交换树脂的合成及其对阳离子染料的吸附性能[J]. 范娟,詹怀宇,尹覃伟. 造纸科学与技术. 2004(05)
[9]木质素生物降解及其应用研究进展[J]. 陈立祥,章怀云. 中南林学院学报. 2003(01)
[10]木质素在塑料中的应用[J]. 杨军,吕晓静,王迪珍. 高分子通报. 2002(04)
博士论文
[1]生物质快速热裂解制取生物油及其后续应用研究[D]. 王琦.浙江大学 2008
本文编号：3319791
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 选题依据
第二章 文献综述
2.1 木质素概述
2.1.1 木质素的结构及性质
2.1.2 木质素的化学提取方法--酸析法
2.2 木质素热解反应研究进展
2.2.1 研究进展
2.2.2 生物质热解反应动力学理论
2.2.2.1 活化能和频率因子的概念
2.2.2.2 动力学模型的建立
2.2.2.3 动力学参数求解的方法
2.2.3 流化床反应器
2.3 木材乙酰化改性研究进展
2.3.1 木材乙酰化的优势
2.3.2 乙酰化反应机理
2.4 本论文研究目的、内容和意义
2.4.1 研究目的
2.4.2 主要研究内容
第三章 木质素热重红外实验及动力学研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器及设备
3.2.1.1 实验仪器
3.2.1.2 热重红外设备
3.2.1.3 流化床设备
3.2.2 实验材料
3.2.3 TG-FTIR实验方法
3.2.4 磺化木质素流化床热解实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 木质素热解热重特性分析
3.3.2 木质素热解红外光谱分析
3.3.2.1 木质素随温度变化的热解规律
3.3.2.2 木质素热解产物红外的比较
3.3.3 磺化木质素流化床热解产物的气质分析
3.3.4 木质素热解动力学研究
3.3.4.1 Kissinger和Ozawa算法
3.3.4.2 Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger-Akahira-Sunose算法
3.4 本章小结
第四章 乙酰化木质素的制备及其评价
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验设备
4.2.2 实验材料
4.2.3 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 乙酰化前后产物比较
4.3.2 乙酸酐用量对乙酰化率的影响
4.3.3 反应温度和时间对乙酰化率的影响
4.3.4 红外表征及测试
4.3.5 吸油率测试
4.3.6 扫描电镜（SEM）分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 本论文的主要创新点
5.3 展望
攻读学位期间发表的学术论文
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质热解气化机理研究进展[J]. 李雪瑶,应浩. 精细石油化工进展. 2009(10)
[2]生物质快速热解产物在线催化提质研究[J]. 陆强,朱锡锋,李文志,张颖,陈登宇. 科学通报. 2009(08)
[3]锯末快速热解气的在线催化裂解[J]. 陆强,李文志,张栋,朱锡锋. 化工学报. 2009(02)
[4]木质素的微生物降解[J]. 胡琪,邓斐,吴学玲. 科技信息(科学教研). 2008(10)
[5]麦秸催化热解的TG-FTIR分析[J]. 邓霞,肖军,沈来宏. 能源研究与利用. 2007(03)
[6]木材乙酰化及其商业化应用[J]. Roger M.Rowell,管宁. 国际木业. 2007(04)
[7]木质素的改性及其在道路建设中的应用[J]. 惠会清. 山西建筑. 2005(19)
[8]球形木质素基离子交换树脂的合成及其对阳离子染料的吸附性能[J]. 范娟,詹怀宇,尹覃伟. 造纸科学与技术. 2004(05)
[9]木质素生物降解及其应用研究进展[J]. 陈立祥,章怀云. 中南林学院学报. 2003(01)
[10]木质素在塑料中的应用[J]. 杨军,吕晓静,王迪珍. 高分子通报. 2002(04)
博士论文
[1]生物质快速热裂解制取生物油及其后续应用研究[D]. 王琦.浙江大学 2008
本文编号：3319791
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3319791.html
