生物質(zhì)能是未來清潔能源的一個重要發(fā)展方向。發(fā)展生物質(zhì)熱解制油技術(shù)對于保障我國石油安全具有十分重要的戰(zhàn)略意義。作為生物質(zhì)中含量最豐富的組分,纖維素的熱解行為很大程度反映了生物質(zhì)的熱解機(jī)理。揭示纖維素?zé)峤鈾C(jī)理有助于直接有效地提升生物油品質(zhì),從而降低生物油后期精煉成本。然而目前對于其熱解機(jī)理還存在諸多爭議,如活性纖維素的成分,糖苷鍵的斷裂方式,分子動力學(xué)模擬纖維素?zé)峤夥磻?yīng)時所采用的小分子模型化合物等,并且纖維素的還原端結(jié)構(gòu)對其熱解特性的影響尚不清楚。因此,本文利用金屬網(wǎng)反應(yīng)器及Py-GC/MS等實(shí)驗(yàn)儀器,針對纖維素?zé)峤鈾C(jī)理從活性纖維素的成分、熱解反應(yīng)動力學(xué)、模型化合物以及還原端對熱解過程的影響這幾個方面展開了相關(guān)的基礎(chǔ)研究。首先,本文在最小化二次反應(yīng)的金屬網(wǎng)反應(yīng)器上全面研究了纖維素快速熱解過程中活性纖維素的生成特性,同時考察了添加自由基抑制劑對脫水糖產(chǎn)率的影響。研究結(jié)果表明,纖維素鏈在240 ℃左右開始隨機(jī)斷裂生成活性纖維素,活性纖維素的主要成分為不同聚合度的脫水糖。通過對原纖維素和不同熱解溫度下得到的纖維素焦進(jìn)行元素分析和表面官能團(tuán)分析發(fā)現(xiàn),纖維素在金屬網(wǎng)反應(yīng)器上快速熱解會發(fā)生明顯的分子內(nèi)...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 纖維素?zé)峤鈾C(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 纖維素快速熱解過程中活性纖維素生成特性研究
    2.1 引言
    2.2 熱解實(shí)驗(yàn)與分析方法
    2.3 纖維素快速熱解特性的研究
    2.4 自由基抑制劑對脫水糖產(chǎn)率的影響
    2.5 本章小結(jié)
3 纖維素?zé)峤夥磻?yīng)動力學(xué)研究
    3.1 引言
    3.2 基于熱重實(shí)驗(yàn)纖維素?zé)峤馓匦缘难芯?br>    3.3 纖維素?zé)峤夥磻?yīng)動力學(xué)參數(shù)的計算
    3.4 本章小結(jié)
4 纖維素模型化合物的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)樣品及實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 熱解溫度對纖維素?zé)峤猱a(chǎn)物的影響
    4.4 纖維素模型化合物的選擇
    4.5 纖維三聚糖熱解分子動力學(xué)模擬研究
    4.6 本章小結(jié)
5 還原端對纖維素?zé)峤馓匦院彤a(chǎn)物分布的影響
    5.1 引言
    5.2 低還原端含量纖維素的制備及纖維素還原端含量的測定
    5.3 不同還原端含量纖維素的熱解實(shí)驗(yàn)
    5.4 還原端對纖維素?zé)峤夥磻?yīng)的影響機(jī)理研究
    5.5 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與下一步工作建議
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 下一步工作建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
附錄3 攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎勵



本文編號：3794720