不同水热处理条件下木质素及木质素磺酸盐的热解规律研究开题报告

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1. 研究目的与意义

大量使用化石资源作为燃料严重地污染了环境，且造成这些宝贵资源的迅速枯竭。木质素储量丰富，是可再生资源，作为获取洁净能源和高附加值化学品的原料而受到广泛关注。木质素及其衍生物具有多种功能性，木质素及其改性产品具有良好的分散性和表面活性，木质素可以用作染料溶液的稳定剂、水泥助磨剂、分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂；木质素磺酸盐还可用作石油、沥青、蜡等乳化剂。木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳定、持续的有机物质来源，其应用前景十分广阔。在工程应用中，木质素热解动力学研究对于热解行为的预测和反应器的合理设计都有极其重要作用。

2. 国内外研究现状分析

木质素的热解是在缺氧的环境中受热降解形成固体、液体和气体三相产物的热化学转化过程。热解机理主要包括两个方面，一方面是利用热重探讨生物质随温度升高的失重规律，可以进一步研究热解反应的动力学，另一方面是利用红外技术进行热解产物生成途径的分析，两者相辅相成，构成了生物质热解机理研究的重要部分。

目前，国内外学者对木质素的热解条件、过程及模型等进行了大量的研究，也有相当多的致力于热解动力学模拟的研究。目前较为成熟的研究方法有：Kissinger 法、Ozawa 法 、Flynn-Wall-Ozawa 法 、 Kissinger-Akahira-Sunose 法和 Coats-Redfren 法研究木质素热解动力学。

3. 研究的基本内容与计划

改变不同的水热处理条件，即处理温度、处理时间、溶剂种类、溶剂用量，通过水热处理条件的不同，考察木质素及木质素磺酸盐的热解规律研究，并通过对tg/dtg曲线的分析划分木质素热解阶段，对ir曲线的分析定性确定木质素热解产物。考察木质素高温热解产物分布规律，提出木质素热解动力学模型并计算相关动力学参数。

具体研究计划如下：

1、1-3周 阅读文献资料，完成文献综述；

4. 研究创新点

1、首次系统研究了不同水热处理条件下的木质素及其磺酸盐的热解规律，找出不同条件下的反应差异，并尝试解释机理。

2、系统采用国际通用的微分、积分法对木质素及木质素磺酸盐热解动力学模型的研究，得出了热解动力学研究的几种方法的可行性。