不同气氛下木质素高温热裂解特性的实验研究

发布时间：2025-04-27 01:31

　　随着化石燃料的日益短缺和环境污染的日趋严重,生物质能的开发和利用逐步引起了全世界的广泛关注。生物质热裂解技术是一种独立高效的生物质能利用方式,木质素作为生物质的重要组成成分,对木质素在不同气氛下的热裂解特性研究有利于提高我国生物质能的转换和利用效率,同时有助于理解生物质在不同气氛下的热裂解/气化规律。本文依托国家自然科学基金项目(51276023)“基于量子化学理论的生物质高温空气/蒸汽气化微反应机理研究”,对木质素在不同气氛下的热裂解行为进行了系统的研究。本文主要研究工作如下：(1)对木质素的结构进行了研究。利用傅里叶红外光谱仪对木质素的微观结构进行了分析,结果表明：在1138 cm-1处的是愈疮木酚型芳香核C-H平面变形、1217 cm-1处的是紫丁香基芳香核C-0、C-C、C=O伸缩振动、在734 cm-1～873cm-1处的是独有的芳香族官能团以及对应于1266 cm-1和3432 cm-1处的是甲氧基官能团,这为深入揭示木质素在不同气氛下的热裂解特性做准备。(2)木质素在氦气气氛下的热裂解研究。对TG-GC/MS的联用提出了一种新的见解,利用热重-气相色谱/质谱联用仪分析了木质...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 生物质能概述
        1.2.1 生物质能的特点
        1.2.2 生物质能的来源
    1.3 开发生物质能的意义
    1.4 生物质能的转化和利用技术
        1.4.1 直接燃烧技术
        1.4.2 热化学转化技术
        1.4.3 生物化学转化技术
        1.4.4 生物柴油技术
    1.5 木质素热裂解研究综述
        1.5.1 木质素热裂解动力学研究进展
        1.5.2 木质素热裂解机理研究进展
    1.6 本文研究内容及创新点
第二章 木质素的成分和结构分析
    2.1 前言
    2.2 木质素的成分分析
        2.2.1 木质素的元素分析
        2.2.2 木质素的工业分析
    2.3 木质素的结构分析
        2.3.1 木质素结构化学研究的发展
        2.3.2 傅里叶变换红外光谱分析法
        2.3.3 核磁共振波谱分析法
    2.4 木质素的傅里叶红外光谱分析
    2.5 本章小结
第三章 氦气气氛下木质素热裂解研究
    3.1 引言
    3.2 实验仪器与分析方法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 木质素动力学实验结果
        3.3.2 木质素的表观动力学模型
        3.3.3 TG-GC/MS进样阀系统
        3.3.4 热裂解过程中气体产物分析
    3.4 本章小结
第四章 氧气气氛下木质素热裂解研究
    4.1 引言
    4.2 实验仪器与方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 氧浓度对热裂解的影响
        4.3.2 氧浓度对木质素热裂解过程中热性能的影响
    4.4 氧气气氛下的反应动力学模型及验证
        4.4.1 反应动力学模型与分析
        4.4.2 反应动力学模型验证
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间发表论文目录)



本文编号：4041674