基于py-gc/ms及原位红外纤维素热解机理研究

发布时间：2023-02-26 07:12

　　经济的日益发展,使得人类社会对于能源的需求愈加紧迫,但传统的化石能源面临着储量有限、污染严重等问题,新能源的开发研究工作迫在眉睫。生物质能分布广泛、储量大、可再生、对环境污染小,公认为最有可能取代化石能源。研究生物质能的利用技术对于缓解全球能源危机,降低污染有着较大作用。本文采用原位红外技术(PY-FTIR)和快速热裂解-色质联用产物分布分析技术(PY-GC-MS)对纤维素及其典型模化物(纤维二糖、β-D-吡喃葡萄糖)以及中间产物(左旋葡聚糖、5-羟甲基糠醛)进行热解实验研究。通过PY-GC-MS实验发现,纤维素和纤维二糖的热裂解程度随实验进行均不断加深,小分子产物种类和数量增加。原位红外试验则发现纤维素和纤维二糖的热裂解起始温度在360℃和250℃左右,纤维素先发生解聚反应,其后按照单体规律进行热裂解反应,验证了活性纤维素的存在。纤维二糖的快速热裂解实验中,中间产物左旋葡聚糖发生了明显的二次热裂解反应,通过逆缩醛反应开环,再进一步热解生成5-羟甲基糠醛。同时,糠醛发生二次热裂解直接生成了呋喃。对β-D-吡喃葡萄糖及左旋葡聚糖(LG)进行多工况热解实验,PY-GC-MS实验显示LG及β...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
        1.1.1 能源重要性
        1.1.2 能源革新必要性
    1.2 生物质能利用现状
        1.2.1 生物质能组成及特点
        1.2.2 国外生物质能利用现状
        1.2.3 我国生物质能组成
        1.2.4 我国生物质能利用现状
    1.3 快速热解制取生物油
        1.3.1 快速热解技术简介
        1.3.2 快速热解技术进展
    1.4 纤维素热解机理研究现状
        1.4.1 纤维素热解机理
        1.4.2 纤维素模化物及其中间产物热解机理
    1.5 课题确定及主要内容
        1.5.1 课题的提出与来源
        1.5.2 课题主要研究内容
第二章纤维素热解实验研究方法
    2.1 实验研究方法
    2.2 实验原料
第三章纤维素及纤维二糖热解机理
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 快速热解实验方法
        3.2.2 原位红外实验方法
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 停留时间对纤维素热解产物影响
        3.3.2 停留时间对纤维二糖热解产物影响
        3.3.3 原位红外谱图整体分析
        3.3.4 官能团分析
    3.4 本章小结
第四章 β-D-吡喃葡萄糖及左旋葡聚糖热解机理
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 快速热解实验方法
        4.2.2 原位红外实验方法
    4.3 实验结果
        4.3.1 停留时间对葡萄糖热解产物影响
        4.3.2 左旋葡聚糖热解产物分布
        4.3.3 葡萄糖及左旋葡聚糖红外压片
        4.3.4 葡萄糖原位红外实验
        4.3.5 左旋葡聚糖原位热解实验
    4.4 热解路径分析
    4.5 本章小结
第五章 5-羟甲基糠醛热解机理研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 快速热解实验方法
        5.2.2 原位红外实验方法
    5.3 实验结果
        5.3.1 5-HMF热解产物分布
        5.3.2 原位红外实验结果
    5.4 热解途径分析
    5.5 本章小结
全文总结及展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3750073