炭基杂原子官能团对木质素热解组分的影响机制开题报告

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1. 研究目的与意义

生物质是由纤维素、半纤维素和木质素三大组分组成。

木质素是一种由三种基本苯丙烷单位组成的无定型、多酚化合物，这三种单体通常被称为对羟苯基（h）、愈创木基（g）和紫丁香基（s）。

研究表明木质素是由三种苯丙烷单位通过醚键和碳碳键连接形成的具有三维体型结构的芳香烃聚合物，因此在结构上木质素不像纤维素和蛋白质那样组成稳定有序，而是在物理和化学特性都呈现非均相性。

2. 国内外研究现状分析

随着化石能源的日益衰竭和生态环境的恶化，开发可持续清洁液体燃料和化工产品受到了广泛关注。

生物质作为重要的可再生资源，可以替代化石能源减少温室气体排放，缓解气候变化。

同时生物质是能源和化工产品的重要原料。

3. 研究的基本内容与计划

(1)查阅大量文献，对木质素模型化合物以及炭基含氧官能团非金属催化剂相关领域有较详细的了解。

(2)学习掌握快速热解-气相色谱质谱联用仪的操作方法，学习气相色谱分析相关知识，能较准确的分析热解产物成分。

(3)采用官能团化的碳纳米管模拟半焦上的活性官能团，用快速热解-气相色谱质谱联用仪对官能团化碳纳米管与木质素模型化合物相互作用产物进行分析。

4. 研究创新点

热解作为生物质热化学技术的常规手段，同时也是气化、液化、碳化和燃烧的基础，对热解机理的深入理解有助于生物质高效利用。

由于生物质成分及其复杂，再加上气相与固相之间强烈的二次反应，热解机理至今仍未完全探明。

本课题拟重点研究生物质三大组分之一（木质素）的热解机理，深入探索炭基含氧官能团与木质素热解挥发分相互机制，及其对最终热解组分的影响规律。