碱法杏壳木质素热解动力学及热解炭的表征开题报告

全文总字数：2060字

1. 研究目的与意义

人们在对于木质素的化学组成和结构特征中了解到了木质素的分离提取方法、分析检测的手段、生物合成和木质化过程等方面的研究不断的深入。

近些年，科学家就已经对木质素进行了很多的研究，取得了很重要的成果，尤其是采用了多维nmr和分辨率质谱等技术很细致的分析了木质素。

即使是这样，仍然没有能够形成统一和完善的木质化理论，原因就在于木质素本身的结构和木质纤维素体系结构的复杂性，而对于木质素结构成分的测定结果依赖于来源、处理方法还有扽系手段等，所采用的分析测试手段多为破坏性的或者片面性的方法，并且对于木质化理论的建立缺乏最为直接的实验依据，所以要对木质素进行系统的分析和测定。

2. 国内外研究现状分析

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。

对于国外，kim jw 等研究了煤与造纸黑液的共液化，他们认为木质素的热解形成苯氧自由基，以及其它反应性自由基在低温下对于煤基有很重要的热解作用。

这些自由基是高效的活性中间体，能够使得煤中的亚甲基断裂从而促进煤的解聚。

3. 研究的基本内容与计划

通过碱法对杏壳提取出的木质素进行2d-hsqc分析，来查看杏壳木质素的结构和化学性质，进而进一步的了解木质素热分解的性质。

（1）木质素结构主要是由对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇这四种醇所组成的复杂的分类聚合物，大量的木质素存在于植物的木质部。

（2）通过对不同升温速率下的杏壳木质素进行热重分析，从热重曲线图中可以准确的了解到热解的四个过程，热解的主过程主要集中在250℃～500℃，因为在这个温度下大部分的失重都发生在这个阶段，此阶段tg曲线迅速下降，dtg曲线出现峰值，木质素在这个阶段发生大量的热解反应；最后将杏壳木质素在不同的热解温度下进行热解，对于木质素热解有了进一步的理解，（3）再通过孔径分析和红外分析对热解后的炭进行数据的分析热解温度对于木质素热解的影响，通过孔径分析可以知道，随着热解温度的提升炭的微孔数量增加，导致炭的比表面积增加，其热学性能、吸附能力、化学稳定性都会有明显的不同；通过红外分析可以看出在不同热解温度下生成的炭的官能团和化学键都有了明显的不同，通过这些变化能够找出在温度不同所影响的生物质热解的反应，化学键的一些变化导致的对热解产物和产物的产率的影响。

4. 研究创新点

随着日益严峻的环境污染问题，各国政府都越发重视可再生能源的开发与应用。

生物质气化技术作为新一代生物质利用技术，具有能源转化效率高、设备简单、投资少、易操作、占地面积小、不受地区、燃料类型和气候限制等特点，在为工业生产提供生产必须的电和热(热水/蒸汽)的同时，副产品可被用于制备炭基肥、活性炭及冶金行业保温材料等。

项目环保性能和经济性能俱佳，对于降低工业生产用能成本，促进我国能源利用朝着绿色可持续方向迈进具有重要意义。