1. 研究目的与意义
生物质燃料是一种可持续发展的绿色燃料而受到人们的广泛关注。
生物质热解产生生物油、可燃气和生物炭是一种生物质转化的重要途径。
然而，生物油由于含水量高、热值低、酸性强、粘性大、稳定性差而无法获得广泛应用。
2. 国内外研究现状分析
一、生物质热解
生物质热裂解有气、液、固3种产物，气体主要由h2、co、co2、ch4及c2~4烃组成，可作为燃料气; 固体主要是焦炭，可作为固体燃料使用或加工成活性炭，用于化工和冶炼: 作为主要产品的液体产物又称为生物油，为棕黑色粘性液体，有较强的酸性，组成复杂，以碳、氢、氧元素为主，成分多达几百种，最多的组分含量不超过10 wt%。
在生物质的三种主要组分中，关于纤维素热解机理的研究，获得了最广泛的关注。一般来说，纤维素在超过150 ℃后就会缓慢地发生热解反应，在低于300℃的温度范围内，纤维素的热解主要包括聚合度的降低、自由基的形成、分子间或分子内的脱水、co2和co的形成等反应，脱水后的纤维素容易发生交联反应，最终形成焦炭；总的来说，纤维素低温热解时的有机液体产物很少。当温度超过300℃后，纤维素的热解速度大幅提高，且开始形成较多的液体产物，并在500℃左右的中温热解区域得到最大的液体产率;总的来说，在热解初期，纤维素聚合度降低形成活性纤维素，而后主要经历两平行竞争途径而形成各种一次热解产物:解聚形成各种脱水低聚糖、以左旋葡聚糖(lg)为主的各种脱水单糖以及其他衍生物;吡喃环的开裂以及环内c-c键的断裂而形成以羟基乙醛(haa)为主的各种小分子醛、酮、醇、酯等产物。
3. 研究的基本内容与计划
1)查阅国内外相关生物质催化热解的资料 2)利用热重差热分析仪，在氮气气氛下，采用不同的分子筛催化剂对纤维素和杉木屑的热解过程进行研究，通过TG曲线和DTG曲线的变化来分析热重的温度区域，探寻到适合反应的最佳条件 3)在最佳反应条件下进行生物质的常规热解，以此作为与加入几种分子筛催化剂对照的空白试验 4)选择不同硅铝比的几种HZSM-5分子筛型的催化剂进行反应，比较催化剂酸性对生物质热解的影响 5)分子筛催化剂的表征，主要采用红外光谱和XRD表征其物理化学特性 6)对实验得到的产物中的生物油进行气质分析，分析其得率，以及醇，酯，酸，醛，酚等各成分含量的变化；同时也得到生物炭和生物气的得率。 |
4. 研究创新点
1)采用不同硅铝比的hzsm-5（25,50,80）等分子筛催化剂，研究纤维素的低温催化转化机理，阐明催化剂酸性对生物油成分的选择调控作用；
2)使用了以往研究很少的硅铝比为25的hzsm-5分子筛催化剂进行了生物质的催化热解；
3)充分利用hzsm-5催化剂中特殊的孔道作用、酸性特征、特殊的芳构化的催化性能，提高生物油中的芳香类化合物的含量；
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