基于金属网反应器及Py-GC/MS纤维素热解机理的实验研究

发布时间：2023-04-20 02:39

　　生物质能是未来清洁能源的一个重要发展方向。发展生物质热解制油技术对于保障我国石油安全具有十分重要的战略意义。作为生物质中含量最丰富的组分,纤维素的热解行为很大程度反映了生物质的热解机理。揭示纤维素热解机理有助于直接有效地提升生物油品质,从而降低生物油后期精炼成本。然而目前对于其热解机理还存在诸多争议,如活性纤维素的成分,糖苷键的断裂方式,分子动力学模拟纤维素热解反应时所采用的小分子模型化合物等,并且纤维素的还原端结构对其热解特性的影响尚不清楚。因此,本文利用金属网反应器及Py-GC/MS等实验仪器,针对纤维素热解机理从活性纤维素的成分、热解反应动力学、模型化合物以及还原端对热解过程的影响这几个方面展开了相关的基础研究。首先,本文在最小化二次反应的金属网反应器上全面研究了纤维素快速热解过程中活性纤维素的生成特性,同时考察了添加自由基抑制剂对脱水糖产率的影响。研究结果表明,纤维素链在240 ℃左右开始随机断裂生成活性纤维素,活性纤维素的主要成分为不同聚合度的脱水糖。通过对原纤维素和不同热解温度下得到的纤维素焦进行元素分析和表面官能团分析发现,纤维素在金属网反应器上快速热解会发生明显的分子内...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 纤维素热解机理研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 纤维素快速热解过程中活性纤维素生成特性研究
    2.1 引言
    2.2 热解实验与分析方法
    2.3 纤维素快速热解特性的研究
    2.4 自由基抑制剂对脱水糖产率的影响
    2.5 本章小结
3 纤维素热解反应动力学研究
    3.1 引言
    3.2 基于热重实验纤维素热解特性的研究
    3.3 纤维素热解反应动力学参数的计算
    3.4 本章小结
4 纤维素模型化合物的实验研究
    4.1 引言
    4.2 实验样品及实验方法
    4.3 热解温度对纤维素热解产物的影响
    4.4 纤维素模型化合物的选择
    4.5 纤维三聚糖热解分子动力学模拟研究
    4.6 本章小结
5 还原端对纤维素热解特性和产物分布的影响
    5.1 引言
    5.2 低还原端含量纤维素的制备及纤维素还原端含量的测定
    5.3 不同还原端含量纤维素的热解实验
    5.4 还原端对纤维素热解反应的影响机理研究
    5.5 本章小结
6 全文总结与下一步工作建议
    6.1 全文总结
    6.2 下一步工作建议
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目
附录3 攻读博士学位期间获得的奖励



本文编号：3794720