【摘要】：生物質(zhì)作為一種含量豐富的可再生能源具有廉價(jià)易得、低污染等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)水熱液化產(chǎn)物可分為油相產(chǎn)物和水溶性產(chǎn)物。水溶性產(chǎn)物是生物質(zhì)油制備過程中不可避免的副產(chǎn)品,其主要成分包括多種可作為重要化工原料的化學(xué)物質(zhì),這些化學(xué)物質(zhì)的有效開發(fā)和利用將極大提高生物質(zhì)水熱液化產(chǎn)物的利用效率。高效液相色譜法作為檢測(cè)水溶性產(chǎn)物的有效手段近年來被關(guān)注。本研究利用高效液相色譜法對(duì)甘蔗渣水熱液化產(chǎn)物中水溶性產(chǎn)物進(jìn)行色譜方法適用性研究,研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:甘蔗渣高溫高壓水熱液化產(chǎn)物中水溶性物質(zhì)主要包括糠醛類、糖類、酸類和酚類物質(zhì)。本研究首先探討了色譜柱、流動(dòng)相、檢測(cè)器、檢測(cè)波長(zhǎng)、柱溫和流速等因素對(duì)目標(biāo)物分離效果的影響,確定了目標(biāo)物的高效液相色譜分析條件。糖類的檢測(cè)條件為:示差折光檢測(cè)器、InertSustain NH_2氨基色譜柱、乙腈:水=(80:20,V:V)作為流動(dòng)相。糠醛類和酚類的檢測(cè)條件為:二級(jí)管陣列檢測(cè)器、檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm、InertSustain C18色譜柱、流動(dòng)相為甲醇和含1%乙酸的水溶液、選擇梯度洗脫。酸類的檢測(cè)條件為:二級(jí)管陣列檢測(cè)器、檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm、InertSustain C18色譜柱、流動(dòng)相為甲醇和含0.02 mol/L磷酸二氫鉀的緩沖鹽溶液、選擇梯度洗脫。結(jié)果表明,甘蔗渣水熱液化的水溶性產(chǎn)物成分復(fù)雜,糖類包括葡萄糖、果糖、木糖、阿拉伯糖、纖維二糖和蔗糖;糠醛類包括糠醛和5-羥甲基糠醛;酚類包括2-甲氧基苯酚、2,6-二甲氧基苯酚、苯酚、鄰苯二酚、4-乙基苯酚和4-乙基-2-甲氧基苯酚;酸類包括甲酸、乳酸、乙酸、丙酸和乙酰丙酸等。為獲得更好的分離效果,本研究選用固相萃取法和離子交換樹脂法分別對(duì)甘蔗渣水熱液化產(chǎn)物進(jìn)行前處理。在固相萃取法中,選用C18柱和Oasis HLB柱研究糠醛類和酚類的富集分離效果,結(jié)果表明:HLB柱對(duì)糠醛類有更好的分離富集效果;除鄰苯二酚、對(duì)苯二酚之外,C18對(duì)酚類具有更好的富集效果;總體來說HLB柱對(duì)酚類和糠醛類的富集效果更佳。在離子交換樹脂法中,選用陽離子交換樹脂對(duì)酸類、糠醛類和酚類物質(zhì)進(jìn)行分離,經(jīng)水和乙醇洗脫,分離的先后順序?yàn)樗犷悺⒖啡╊悺⒎宇�。�?shí)際檢測(cè)過程中,固相萃取法對(duì)有機(jī)試劑消耗較多,而離子交換樹脂雖回收率稍低,但更易再生,選擇離子交換樹脂法更經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X832
【圖文】：

- 2 -圖 1.1 生物質(zhì)能的主要轉(zhuǎn)化方式Fig. 1.1 Main transformation methods of biomass1.1.2 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)水熱處理是一種新型生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)，即在亞臨界或超臨界水條件下，利用水的特殊性質(zhì)，將生物廢棄物轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)產(chǎn)物的過程[10]。

圖 1.2 不同溫度、壓力條件下水熱反應(yīng)條件及產(chǎn)物thermal reaction conditions and products at different temperature an產(chǎn)物的不同，水熱反應(yīng)可分為水熱氣化、水熱液化和水熱要是甲烷和二氧化碳等氣體產(chǎn)物，可做可燃?xì)鈁12]；水熱液副產(chǎn)物等液體產(chǎn)物；水熱炭化以回收炭黑等富碳的固體產(chǎn)物可加入氧化劑催化反應(yīng)過程，這種反應(yīng)被稱為水熱氧化反應(yīng)熱液化指在亞臨界水（溫度為 250～370 ℃，壓力為 5～30min，生物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生液體產(chǎn)物的過程[15]。水熱液化比快速更有產(chǎn)低含氧油的潛力[16]。從能源消耗和集成工藝的角度質(zhì)轉(zhuǎn)化中很有前途的一種方法[17]。圖 1.3 為生物質(zhì)水熱液化類生物質(zhì)原料首先需經(jīng)過預(yù)處理，包括粉磨、制漿和浸漬反應(yīng)器中，生物制漿液經(jīng)過高溫高壓反應(yīng)后，進(jìn)入減壓分和固液分離，最終產(chǎn)物有生物油、水相、固體殘?jiān)蜌怏w

圖 1.3 生物質(zhì)水熱液化流程簡(jiǎn)圖Fig. 1.3 Flow chart of biomass hydrothermal liquefaction生物質(zhì)水熱液化的液體產(chǎn)物分重組分和輕組分[19]。重組分在水熱液化后溶劑萃取獲得，發(fā)熱量較高(30～35 MJ/kg)[20]；輕組分主要為溶劑萃取后的部多為水溶性，包括有機(jī)酸類、醇類、醛類和酚類等物質(zhì)，發(fā)熱量較低(19MJ/kg)[21]。生物質(zhì)原料的熱值低(10～20 MJ/kg)，氧含量高(30～50%)[22]。表熱液化可獲得高熱值、低氧含量(10～20%)、黏度較小且穩(wěn)定性較好的生物油有開發(fā)潛力和工業(yè)化前景，是國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能研究的熱點(diǎn)之一[23, 24]。1.1.3 模型化合物水熱液化的反應(yīng)機(jī)理Fang 等[25]研究木質(zhì)素在超臨界水熱液化條件下的反應(yīng)路徑，水相產(chǎn)物主酸類、醛類、醇類和酚類。Kruse 等[26]進(jìn)行 330～410 ℃下葡萄糖和纖維素水解研究，主要中間產(chǎn)物有苯酚、甲酚、糠醛、酸類（包括甲酸、乳酸、乙酸酰丙酸）和醛類（包括甲醛和乙醛）。Kumar[27]在間歇式反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行兩步水

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許麗洪;楊文卿;陳慶華;;CO_2活化法制備甘蔗渣活性炭[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2017年08期

2 韓德承;;滋陰補(bǔ)益話銀耳[J];家庭醫(yī)學(xué)(下半月);2016年11期

3 ;吃剩的水果皮是寶貝[J];戀愛婚姻家庭.養(yǎng)生;2017年02期

4 ;廢棄甘蔗渣可作蝦餌料[J];飼料世界;2006年03期

5 ;印度大力推廣甘蔗渣發(fā)電[J];世界科技研究與發(fā)展;2004年05期

6 張平遠(yuǎn);用甘蔗渣配制低成本蝦餌料[J];農(nóng)業(yè)科技通訊;2003年07期

7 張平遠(yuǎn);用甘蔗渣配制低成本蝦餌料[J];農(nóng)村百事通;2003年24期

8 劉道平;菲律賓將建造燃燒甘蔗渣的電廠[J];能源研究與信息;2002年02期

9 葉紅,李家璜,陳彪,歐陽平凱;甘蔗渣的蒸爆及水解技術(shù)的研究[J];江蘇化工;2000年10期

10 張肇富;新型的甘蔗渣飼料[J];飼料研究;1998年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 馬年方;陳水挾;;甘蔗渣基螯合纖維的制備及其對(duì)汞離子的吸附[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第15屆反應(yīng)性高分子學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要預(yù)印集[C];2010年

2 劉娟娟;諶凡更;馮覺純;;由甘蔗渣液化制備用于聚氨酯生產(chǎn)的多元醇[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

3 羅時(shí)荷;陳思宇;陳水挾;;甘蔗渣纖維的功能化改性及其對(duì)CO~2的吸附[A];第八屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議摘要[C];2013年

4 熊佰煉;張進(jìn)忠;;改性甘蔗渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的特征研究[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

5 龐浩;柳雨生;廖兵;胡美龍;;甘蔗渣多元醇制備聚氨酯硬泡[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2006年

6 黃元波;鄭志鋒;周玲;楊曉琴;;兩種生物質(zhì)熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究[A];第二屆中國(guó)林業(yè)學(xué)術(shù)大會(huì)——S11 木材及生物質(zhì)資源高效增值利用與木材安全論文集[C];2009年

7 李芬芳;戴友芝;陳慶;;甘蔗渣硫酸酯對(duì)水中Cd~(2+)的吸附研究[A];2014年第12屆全國(guó)水處理化學(xué)大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2014年

8 劉超;朱星蓉;袁俊;曾健;羅曉剛;;甘蔗渣基高效吸附劑的設(shè)計(jì)及用于水相中磷酸根的脫除[A];2016年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文摘要集[C];2016年

9 李興康;方真;朱長(zhǎng)輝;羅嘉;;氯化鐵-空氣預(yù)處理甘蔗渣及其對(duì)纖維素酶水解的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三十三分會(huì)：綠色化學(xué)[C];2016年

10 夏中生;楊勝遠(yuǎn);潘天彪;陳桂光;梁智群;;糖蜜酒精廢液蔗渣吸附發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)豬的飼用價(jià)值研究[A];中國(guó)糧油學(xué)會(huì)第二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選集（綜合卷）[C];2002年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 張保平;度發(fā)電“瞄準(zhǔn)”甘蔗渣[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2004年

2 保平;印度力推甘蔗渣發(fā)電[N];中國(guó)煤炭報(bào);2004年

3 本報(bào)記者 李銀雁;甘蔗渣造紙可成大產(chǎn)業(yè)[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào);2003年

4 記者 張新生;巴西開發(fā)出用甘蔗渣生產(chǎn)碳纖維新技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

5 平遠(yuǎn);甘蔗渣可預(yù)防雞病[N];四川科技報(bào);2003年

6 平遠(yuǎn);甘蔗渣預(yù)防雞病[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2003年

7 記者 張新生;巴開發(fā)以甘蔗渣乙醇生產(chǎn)塑料的技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

8 薛秀云　編譯;節(jié)能綠色環(huán)保：在國(guó)際煙草業(yè)漸成潮流[N];東方煙草報(bào);2014年

9 毛李強(qiáng);生產(chǎn)成本高于糖價(jià)？[N];期貨日?qǐng)?bào);2008年

10 記者　　王維波;廣東甘化　成本壓力巨大[N];中國(guó)證券報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 高軼楠;栽培基質(zhì)甘蔗渣，玉米芯和木屑發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的影響[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

2 李許生;甘蔗渣黑液熱解及氣化機(jī)理研究[D];廣西大學(xué);2015年

3 陳銘杰;甘蔗渣均相化學(xué)改性及其材料制備[D];華南理工大學(xué);2015年

4 吳文濤;基于凹凸棒石粘土的麥秸木質(zhì)陶瓷制備與性能表征[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

5 姚雙全;蔗渣半纖維素的熱水抽提及其對(duì)漂白廢水AOX生成的影響[D];廣西大學(xué);2017年

6 江丹;丁酸梭菌的培養(yǎng)基優(yōu)化及發(fā)酵甘蔗渣和小桐子果殼產(chǎn)氫氣的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

7 于海龍;綠液預(yù)處理工業(yè)纖維渣酶水解過程及其機(jī)理研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2015年

8 彭志遠(yuǎn);基于植物纖維及其組分的水凝膠合成與性能研究[D];華南理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙宏志;錳基鈣鈦礦型氧化物制備及其催化熱解甘蔗渣木質(zhì)素性能研究[D];東北石油大學(xué);2019年

2 周菁輝;甘蔗渣水熱液化水溶性產(chǎn)物的液相色譜分析[D];中國(guó)石油大學(xué)(北京);2018年

3 劉超;甘蔗渣基功能化復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D];武漢工程大學(xué);2018年

4 楊林青;綜合利用甘蔗渣發(fā)酵乙醇的研究[D];江南大學(xué);2019年

5 江昊南;超/亞臨界二氧化碳與多磺酸離子液對(duì)生物質(zhì)糖類催化轉(zhuǎn)化的影響[D];江蘇大學(xué);2019年

6 張竇;甘蔗渣的乙醇鈉預(yù)處理和發(fā)酵產(chǎn)乳酸研究[D];暨南大學(xué);2018年

7 李巨鑫;甘蔗渣的醇解及有機(jī)化學(xué)品的分離[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2018年

8 張強(qiáng);球磨輔助甘蔗渣無溶劑化學(xué)改性[D];華南理工大學(xué);2018年

9 柳富杰;甘蔗渣制備青貯飼料的研究[D];廣西大學(xué);2017年

10 李艷峰;離子液體再生甘蔗渣纖維素纖維的制備及其性能研究[D];武漢紡織大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2806757