【摘要】：生物質(zhì)熱裂解技術(shù)能夠制取高品位液體燃料從而實現(xiàn)生物質(zhì)資源的高效利用,因此對于該技術(shù)的研究備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。然而熱裂解制得的生物油成分復(fù)雜且性質(zhì)不穩(wěn)定導(dǎo)致其不能直接作為動力燃料使用,這同樣也一定程度限制了熱裂解技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。其中一個重要的原因是缺乏對生物質(zhì)熱裂解機(jī)理的深入研究。本文依托相關(guān)科研項目,對于生物質(zhì)三大組分熱裂解固體產(chǎn)物的演變以及真實提取生物質(zhì)三大組分熱裂解行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。對于生物質(zhì)熱裂解的研究多從揮發(fā)分入手,而對固體產(chǎn)物的關(guān)注則不多。利用氙燈光照加熱試驗臺研究了纖維素、半纖維素、木質(zhì)素?zé)崃呀獾墓腆w產(chǎn)物的變化過程。采用元素分析、SEM、FTIR、XRD等分析方法觀察三大組分熱裂解各階段固體產(chǎn)物。纖維素?zé)崃呀膺^程中,纖維素先部分解聚形成低聚纖維素,之后發(fā)生糖環(huán)開環(huán)與糖苷鍵斷裂這一競爭反應(yīng)。半纖維素?zé)崃呀膺^程中,半纖維素側(cè)鏈?zhǔn)紫劝l(fā)生分解,之后糖苷鍵被破壞,主鏈開始解聚,木糖單元較晚才發(fā)生反應(yīng)。木質(zhì)素?zé)崃呀庵饕l(fā)生側(cè)鏈分解與主鏈解聚,木質(zhì)素基本單元的破壞主要發(fā)生在最終焦炭形成過程中。不同生物質(zhì)中各組分的組成和結(jié)構(gòu)都不盡相同。使用白松提取真實纖維素進(jìn)行熱裂解行為的研究,采用元素分析、FTIR、XRD等分析方法探究其詳細(xì)化學(xué)結(jié)構(gòu)。纖維素是由葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成。真實提取的纖維素由于其分子量較大且含有豐富的晶狀結(jié)構(gòu),其熱穩(wěn)定性好。纖維素?zé)崃呀庵饕勺笮暇厶恰?-HMF、1-羥基-2-丙酮、糠醛等。半纖維素的提取較為困難,因此關(guān)于真實提取半纖維素?zé)崃呀獾难芯枯^少。使用堿法提取白松半纖維素進(jìn)行熱裂解行為的研究。采用元素分析、FTIR、NMR等分析方法探究其詳細(xì)化學(xué)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行分析。軟木半纖維素主要由β-1,4-葡甘露聚糖和β-1,4-木聚糖組成。從熱裂解動力學(xué)以及熱裂解產(chǎn)物分布兩方面開展對提取半纖維素的熱裂解行為的研究。其熱裂解主要生成乙酸、5-HMF、糠醛、左旋葡聚糖、丙酮、1-羥基-2-丙酮等。針對生物質(zhì)的另一重要組分——木質(zhì)素,采用Bjorkman法提取白松磨木木質(zhì)素(MWL)進(jìn)行熱裂解行為的研究。利用元素分析、FTIR、NMR等分析方法探究其詳細(xì)化學(xué)結(jié)構(gòu)。白松MWL的基本組成單元為愈創(chuàng)木基型單元,其側(cè)鏈結(jié)構(gòu)保存較好,具有較高的反應(yīng)活性。MWL熱裂解主要生成愈創(chuàng)木酚類和苯酚類產(chǎn)物。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK6

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