【摘要】：熱解液化被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)可行的生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)而受到廣泛的研究,然而關(guān)于預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)熱解特性的影響報(bào)道不多。本文主要研究了生物及化學(xué)預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)熱解產(chǎn)物分布、液體產(chǎn)物組成等特性的影響及其作用機(jī)理。 篩選出大鬼、FW、BP5等三個(gè)白腐菌株用于生物預(yù)處理,其中大鬼、FW對(duì)纖維素降解明顯,而B(niǎo)P5對(duì)組分改變較小。同時(shí)還采用了稀酸、稀堿等化學(xué)方法預(yù)處理生物質(zhì)。 預(yù)處理后的生物質(zhì)用于熱解,并對(duì)液體產(chǎn)物進(jìn)行GC/MS成分分析。結(jié)果表明,預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化率并無(wú)顯著影響,但對(duì)熱解產(chǎn)物各相分布和熱解液體的組分含量改變明顯。 采用紫外-可見(jiàn)光譜、傅里葉變換紅外光譜以及熱重分析技術(shù)研究了不同處理方法對(duì)生物質(zhì)木質(zhì)纖維素組成、結(jié)構(gòu)以及熱解動(dòng)力學(xué)特性的改變,結(jié)果表明:預(yù)處理對(duì)纖維素、半纖維素的降解是處理后生物質(zhì)熱解油產(chǎn)率下降的原因,木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的改變可以部分解釋熱解液體產(chǎn)物組分含量的變化。生物預(yù)處理使生物質(zhì)熱解失重率減小,但參與反應(yīng)的活化能降低,理論上可降低反應(yīng)能耗。 初步研究了白腐菌BP5對(duì)玉米秸稈的生物學(xué)作用。通過(guò)超濾分離得到了白腐菌BP5分泌的分子量5000u以下的胞外小分子物質(zhì),它可能通過(guò)Fenton反應(yīng)參與了木質(zhì)素的降解。 本文通過(guò)對(duì)生物和化學(xué)預(yù)處理的生物質(zhì)進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn),初步探討了預(yù)處理對(duì)生物質(zhì)熱解特性的影響,為生物質(zhì)熱解機(jī)理的明晰提供了有價(jià)值的參考依據(jù)。同時(shí),為預(yù)處理用于原位提升熱解油品質(zhì)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
【圖文】：

菌株 BP5 處理后纖維素、半纖維素含量高，相對(duì)應(yīng)的熱解產(chǎn)物酸、酮、醛類(lèi)高；同樣，BP5 處理后木質(zhì)素相對(duì)含量最低，熱解液體中苯酚類(lèi)衍生物的含量卻最低，是對(duì)照的 33.96%，是菌株 FW 處理的 17.2%。菌株 FW 正是處理后使生物木質(zhì)素含量相對(duì)上升最大的菌株。但木質(zhì)纖維素組分含量的改變遠(yuǎn)比生物質(zhì)熱解體產(chǎn)物化合物含量的變化小，可見(jiàn)，單從木質(zhì)纖維素的組成出發(fā)，并不能對(duì)熱解體產(chǎn)物的組成作出全面的解釋。木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)變化可能是引起熱解液體產(chǎn)物含量化重要的原因之一。4.3.2 木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)改變對(duì)熱解的影響4.3.2.1 電鏡觀察掃描電子顯微鏡主要是利用二次電子信號(hào)成像來(lái)觀察樣品的表面形態(tài)，即用狹窄的電子束去掃描樣品，通過(guò)電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主是樣品的二次電子發(fā)射來(lái)對(duì)材料的表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析。圖 4.1-4.8 為對(duì)照白腐菌處理秸稈的電鏡照片。

菌株 BP5 處理后纖維素、半纖維素含量高，相對(duì)應(yīng)的熱解產(chǎn)物酸、酮、醛類(lèi)高；同樣，BP5 處理后木質(zhì)素相對(duì)含量最低，熱解液體中苯酚類(lèi)衍生物的含量卻最低，是對(duì)照的 33.96%，，是菌株 FW 處理的 17.2%。菌株 FW 正是處理后使生物木質(zhì)素含量相對(duì)上升最大的菌株。但木質(zhì)纖維素組分含量的改變遠(yuǎn)比生物質(zhì)熱解體產(chǎn)物化合物含量的變化小，可見(jiàn)，單從木質(zhì)纖維素的組成出發(fā)，并不能對(duì)熱解體產(chǎn)物的組成作出全面的解釋。木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)變化可能是引起熱解液體產(chǎn)物含量化重要的原因之一。4.3.2 木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)改變對(duì)熱解的影響4.3.2.1 電鏡觀察掃描電子顯微鏡主要是利用二次電子信號(hào)成像來(lái)觀察樣品的表面形態(tài)，即用狹窄的電子束去掃描樣品，通過(guò)電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主是樣品的二次電子發(fā)射來(lái)對(duì)材料的表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析。圖 4.1-4.8 為對(duì)照白腐菌處理秸稈的電鏡照片。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：S216

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本文編號(hào)：2628129