發(fā)布時間：2020-12-16 19:56

　　生物質熱解可以得到液體或氣體等清潔燃料,是一項十分有前途的生物質能利用方式。纖維素是生物質中最主要的成分,對其熱裂解機理的研究一定程度上可以體現(xiàn)出生物質整體的熱解規(guī)律。過去,對纖維素熱解機理的研究主要是基于實驗,而關于纖維素熱解過程中涉及的化學反應、小分子化合物的形成機理以及中間產(chǎn)物演化過程的理論研究報道相對較少。左旋葡聚糖（六元雜環(huán)化合物）和呋喃類化合物（五元雜環(huán)化合物）在纖維素熱解中占比很大,是纖維素二次熱解的重要組成部分,并且隨著熱解溫度的提高,這兩類物質會繼續(xù)發(fā)生熱解。因此,本文選擇左旋葡聚糖和呋喃類化合物作為纖維素的模型化合物,使用Materials Studio軟件的DMol³模塊來建立分子模型,研究其熱解過程中含氧官能團的演變規(guī)律。并且,結合對左旋葡聚糖的熱解實驗,分析其生成CO與CO₂的規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:首先,在微型流化床上對左旋葡聚糖在不同溫度（700,750,800,850℃）下熱裂解實驗,分析CO與CO₂氣體的生成特性。對產(chǎn)物進行等溫動力學計算,從21種典型的氣固反應機理函數(shù)中選出三種擬合度最... 

【文章來源】：東北電力大學吉林省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

吡喃式葡萄糖熱解形成C1-C6產(chǎn)物的機理[16]

CO2，這被學者們廣泛認可[25,43,73]。 Liu等[74]研究了苯甲酸的脫羧反應機理，提出了脫的三個可能的路徑：直接脫羧、逐步脫羧（羧基上的H先轉移到β碳上，然后α碳上的OO脫去，β碳上的H再轉移到α碳上）和逐步自由基反應（羧基上的H脫除形成H自由，然后脫去CO2形成苯自由基，最后與H自由基結合）。根據(jù)Liu的計算結果來看，直羧反應能壘（246 kJ/mol）和逐步脫羧（245 kJ/mol）要比逐步自由基反應（470/mol）低很多，因為直接脫羧與逐步脫羧能壘差不多，為了簡化設計的反應路徑，所文計算采用直接脫羧來計算脫羧反應。對于左旋葡聚糖而言，其結構中并沒有羧基，此從羧基的來源出發(fā)，設計CO2的生成方式為：C6-O1和C11-O2發(fā)生斷裂，并于C10成一個羧基，然后羧基發(fā)生脫羧反應生成CO2。綜上，本課題的反應路徑設計可分為如下三個方案：方案一：左旋葡聚糖先開環(huán)后解裂，包括兩小類（1）C6-O1和 C11-O2同時發(fā)生形成羧基，即 pa th1；（2）C10-O1 和 C11-O2同時發(fā)生斷裂，即 path2～9。見圖 3-方案二：左旋葡聚糖先脫水生成一個雙鍵，然后發(fā)生烯醇-酮互變異構，path1。見圖 3-7

第 3 章　左旋葡聚糖熱解反應機理案三：方案二后的脫水產(chǎn)物發(fā)生開環(huán)反應，生成羧基或醛基，然后發(fā)生脫，見圖 3-8，包括兩小類（1）斷鍵開環(huán)形成羧基，path14～18；（2）斷鍵，path19～23。

【參考文獻】：
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本文編號：2920693