果殼類生物質(zhì)熱裂解及其產(chǎn)物研究.pdf

1、作為生物質(zhì)資源的重要組成部分的果殼類生物質(zhì)一般都被直接丟棄或者燃燒產(chǎn)生熱能，沒(méi)有真正的達(dá)到高效利用生物質(zhì)資源的目的。故本課題希望能通過(guò)對(duì)油茶殼、椰子殼、桐油殼、核桃殼、板栗殼、開(kāi)心果殼和腰果殼等7種果殼以及馬尾松進(jìn)行成分分析，熱重分析以及熱裂解和催化熱裂解的研究，初步篩選出能通過(guò)熱裂解產(chǎn)生較高含量的化學(xué)成分的果殼類生物質(zhì)及對(duì)熱裂解產(chǎn)物組分產(chǎn)生較明顯影響的催化劑，為果殼類生物質(zhì)的資源化利用奠定基礎(chǔ)。
　　通過(guò)成分分析以及熱重分析得到

2、如下結(jié)論，除腰果殼外其他6種果殼的主要成分是纖維素、木質(zhì)素和半纖維素，這三者的總含量均在在73％以上，腰果殼中的纖維素、半纖維素和酸不溶木質(zhì)素三者總含量?jī)H47.41％。除桐油殼以外，其他6種果殼在200-410℃溫度范圍均出現(xiàn)多個(gè)熱解失重峰，椰子殼、油茶殼、開(kāi)心果殼與腰果殼的最高溫?zé)峤馐е胤宓淖髠?cè)出現(xiàn)明顯的尖狀熱解失重峰，核桃殼和板栗殼則在最高溫?zé)峤馐е胤宓淖筮叧霈F(xiàn)肩狀熱解失重峰。七種果殼的熱解動(dòng)力學(xué)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，熱解活化能在40

3、-85 kJ/mol范圍。果殼的最高溫?zé)峤夥宸逯禍囟扰c果殼中木質(zhì)素和纖維素總含量的正相關(guān)性顯著（R=0.899，P=0.005＜0.05）。果殼（桐油殼除外）左側(cè)熱解峰的峰值溫度與半纖維素含量之間呈明顯的正相關(guān)性(R=0.836，P=0.04＜0.05)。
　　以七種果殼磨木木素以及馬尾松磨木木素為原料，通過(guò)Py-GC-Ms聯(lián)用分析技術(shù)，分析不同溫度條件下熱裂解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和含量。結(jié)果表明磨木木素?zé)崃呀獾闹饕煞质欠宇愇镔|(zhì)，油茶殼磨

4、木木素?zé)崃呀猱a(chǎn)物中2-甲氧基-4-乙烯基苯酚含量達(dá)到13.62％，總酚含量達(dá)到41.56％。椰子殼磨木木素的熱裂解產(chǎn)物中總酚含量達(dá)到51.21％，但其中含量最高的2-甲氧基-4-乙烯基苯酚的含量只有9.79％。另外開(kāi)心果殼磨木木素的熱裂解產(chǎn)物中能鑒定出結(jié)構(gòu)的物質(zhì)種類較少，其中4-烯丙基-2，6-二甲氧基苯酚的含量高達(dá)18.84％，總酚含量只有29.57％。
　　以油茶殼磨木木素為原料，以二氧化硅、二氧化鈦以及三氧化二鋁為催化劑在5

5、00℃進(jìn)行催化熱裂解，進(jìn)行熱裂解產(chǎn)物的分別分析。與油茶殼磨木木素未經(jīng)過(guò)催化熱裂解產(chǎn)物相比，催化熱裂解產(chǎn)物組成發(fā)生較大的變化，即產(chǎn)物的種類以及各自的含量都發(fā)生加大的變化。未經(jīng)催化的熱裂解產(chǎn)物中2-甲氧基-4-乙烯基苯酚的含量達(dá)13.62％，可是經(jīng)催化后的產(chǎn)物中該物質(zhì)的含量降低了，分別為8.31％、8.77％、8.58％，而添加三種催化劑后產(chǎn)物中酸類、酮類的總含量變化不大。以二氧化硅、二氧化鈦和三氧化二鋁為催化劑時(shí)的熱裂解產(chǎn)物中總酚含量分別