發(fā)布時(shí)間：2023-06-05 19:03

　　以往生物質(zhì)熱解過(guò)程的研究多集中在試驗(yàn)上,對(duì)于熱解過(guò)程中主要化合物生成機(jī)理的報(bào)道則相對(duì)較少。采用共熱解和催化熱解技術(shù)可提高生物質(zhì)熱解油質(zhì)量,但是其中具體的催化反應(yīng)機(jī)理和共熱解協(xié)同反應(yīng)機(jī)理的研究甚少涉及。生物質(zhì)組分復(fù)雜,取其中主要組分研究整體熱解特性省時(shí)省力且準(zhǔn)確,本文取纖維素和硫酸多糖代表稻殼等陸生生物質(zhì)和大型海藻中主要組分作為本文研究對(duì)象。本文利用Py-GC/MS試驗(yàn),分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子化學(xué)計(jì)算方法,對(duì)硫酸多糖熱解過(guò)程、纖維素與硫酸多糖分別在ZSM-5催化劑下的催化熱解過(guò)程、硫酸多糖與纖維素共熱解過(guò)程及主要產(chǎn)物的形成機(jī)理進(jìn)行了詳實(shí)分析。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)基于宏觀試驗(yàn)Py-GC/MS、分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子化學(xué)計(jì)算對(duì)硫酸多糖的熱解機(jī)理進(jìn)行深入研究。試驗(yàn)結(jié)果表明硫酸多糖熱解產(chǎn)物以呋喃類物質(zhì)為主,其中5-甲基糠醛為主要產(chǎn)物。分子動(dòng)力學(xué)模擬顯示海藻多糖分子熱解主要發(fā)生在中溫階段。基于密度泛函理論對(duì)硫酸多糖單體作為模型化合物的七條熱解機(jī)理路徑進(jìn)行高斯計(jì)算,與試驗(yàn)結(jié)果一致。深入探究海藻熱解機(jī)理,對(duì)其宏觀熱解利用具有一定指導(dǎo)意義。(2)初步結(jié)合Py-GC/MS和量子化學(xué)計(jì)算對(duì)硫酸多糖...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 背景與意義
    1.2 生物質(zhì)簡(jiǎn)述
    1.3 生物質(zhì)能利用技術(shù)
        1.3.1 生物質(zhì)固化成型技術(shù)
        1.3.2 微生物法
        1.3.3 物化轉(zhuǎn)換熱解技術(shù)
    1.4 藻類生物質(zhì)資源及其特點(diǎn)
    1.5 生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)技術(shù)與利用現(xiàn)狀
        1.5.1 陸生生物質(zhì)熱裂解研究現(xiàn)狀
        1.5.2 海藻生物質(zhì)熱裂解研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法
    2.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 主要常用力場(chǎng)
        2.1.3 周期性邊界條件
    2.2 量子化學(xué)
        2.2.1 量子化學(xué)的發(fā)展歷史
        2.2.2 密度泛函理論
    2.3 Gaussian09軟件
        2.3.1 Gaussian09簡(jiǎn)介
        2.3.2 計(jì)算中常用的概念
第三章 海藻多糖熱解機(jī)理研究
    3.1 試驗(yàn)原料和計(jì)算方法
        3.1.1 �；锏倪x取和Py-GC/MS試驗(yàn)條件
        3.1.2 分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法和條件
        3.1.3 量子化學(xué)計(jì)算方法和條件
    3.2 海藻多糖模型化合物的快速熱裂解Py-GC/MS試驗(yàn)研究
    3.3 海藻多糖模型化合物的分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果及分析
    3.4 海藻多糖熱裂解特性的量子化學(xué)計(jì)算研究
        3.4.1 反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)
        3.4.2 參數(shù)優(yōu)化
        3.4.3 反應(yīng)路徑的動(dòng)力學(xué)分析
        3.4.4 反應(yīng)路徑的熱力學(xué)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 纖維素、硫酸多糖分別基于ZSM-5催化熱解機(jī)理的研究
    4.1 纖維素基于ZSM-5催化熱解的Py-GC/MS試驗(yàn)研究
    4.2 纖維素基于ZSM-5催化熱解的DFT研究
        4.2.1 反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)
        4.2.2 反應(yīng)物、中間體和過(guò)渡態(tài)的優(yōu)化幾何構(gòu)型
        4.2.3 各反應(yīng)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析
    4.3 纖維素基于ZSM-5催化熱解生成苯類物質(zhì)的DFT研究
    4.4 硫酸多糖基于ZSM-5催化熱解的Py-GC/MS試驗(yàn)研究
    4.5 硫酸多糖基于ZSM-5催化熱解的DFT研究
        4.5.1 反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)
        4.5.2 反應(yīng)物、中間體和過(guò)渡態(tài)的優(yōu)化幾何構(gòu)型
        4.5.3 各反應(yīng)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 海藻與纖維素共熱解反應(yīng)機(jī)理的研究
    5.1 海藻多糖與纖維素快速共熱解的Py-GC/MS試驗(yàn)結(jié)果分析
    5.2 海藻多糖與纖維素快速共熱解的分子動(dòng)力學(xué)研究
    5.3 海藻多糖與纖維素共熱解機(jī)理的DFT研究
        5.3.1 第一類相互協(xié)同反應(yīng)
        5.3.2 第二類相互協(xié)同反應(yīng)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 今后工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的成果



本文編號(hào)：3831869