室内空气挥发性有机物的吸附/热解吸气相色谱分析方法研究

室内空气挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）污染问题日益引起关注与重视,选择一种合适的检测方法对于室内空气污染的研究尤为重要。采用Tenax树脂吸附采样、在线式吹脱捕集仪热解吸进样、HP-5毛细管柱分离、氢火焰离子化检测器（hydrogenflame inonization decector,FID）检测的方法建立了室内空气挥发性有机物的快速分析方法：TenaxGC吸附/热解吸毛细管气相色谱法。确定了最佳采样条件和化合物的定性定量方法,分析了采样效率、分离效果。研究结果表明,该方法采样便捷,样品预处理方便,回收率高,样品测定准确,适合环境空气中低浓度VOCs的测定。     

农作物秸秆处理技术的研究进程

简述了几种主要农作物秸秆处理的技术路线(秸秆还田、饲料化、热解和厌氧发酵、工业生产原料及其他秸秆加工)的研究发展,以期为寻找适合我国各地方的秸秆处理技术提供参考。     

碳酸钠催化碱木质素的热解动力学研究

采用热重分析法研究了碳酸钠对碱木质素的热解行为及其动力学规律的影响。结果表明:碳酸钠的存在影响到碱木质素的解聚或"玻璃化转化",使热重曲线向低温侧移动,并对焦炭的形成具有促进效果。加入碳酸钠后碱木质素热解的DTG曲线由原来单峰变为一大一小两个峰。采用Coats-Redfern法对热失重过程的数据进行了动力学模拟,结果显示碱木质素的热解为两段连续一级反应过程,碳酸钠使两段一级反应的转折点向低温区移动。碳酸钠对碱木质素热解的低温阶段有促进效果而对高温阶段有抑制作用。添加碳酸钠后碱木质素的主热解区活化能降低,有利于热解反应的进行。     

基于TG-FTIR-MS技术的烟叶角质层热解行为研究

为探究烟叶角质层热解行为及其在热解过程中气相产物释放规律,采用酶法、化学方法分离烟叶角质层,通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对其进行表征分析,利用热重-傅里叶红外光谱-质谱(TG-FTIR-MS)联用技术检测角质层的热释放行为和热解产物。结果表明,采用酶法和化学方法均可分离烟叶角质层,烟叶角质层的热解可分为失水(50～135℃)、快速脱挥发分(135～595℃)和碳化(595～900℃)3个阶段,其热解产生的气体成分主要包括CH₄和CO₂,气态产物多集中在300～600℃温度区间,其中以羧酸类化合物和甲苯居多。苯系物在250℃左右开始产生,在500～540℃温度区间内达到峰值,而尼古丁的生成量则相对较少。     

基于能量得率的棉秆热裂解炭化工艺优化

为了从能源利用角度设计和优化棉花秸秆热裂解制生物炭的热解炭化工艺,该文使用了产率、热值及能量得率3个指标来衡量工艺的优劣。首先,研究了热解温度、保留时间和原料粒径3个工艺条件分别对生物炭产率和热值的影响。结果表明,在3个工艺条件下生物炭产率与热值均呈负相关,即高产率和高热值目标无法同时满足。因此,引入能量得率(单位原料所产生物炭的总能量)作为全面评价生物炭产率和热值的综合指标,重点利用响应面分析法分析了3个工艺条件及其交互作用对能量得率的影响,并经过检验得到优化后的能量得率模型。模型预测结果表明,在炭化温度为429℃,保留时间为1.29 h,原料粒径为0.32 mm时,能量得率达到最大值,为78.95%,通过验证试验证明了模型的有效性。该模型能够用于指导生产高能量得率的生物炭,为生物炭能源高效利用目标的实现提供参考。     

ZSM-5催化生物质三组分和松木热解生物油组分分析

为了更清晰地研究三大组分(纤维素、木聚糖、木质素)在介孔ZSM-5参与下的催化热解过程,该研究首先对生物质的三大基本组分和云南松木粉进行热解,然后在介孔ZSM-5催化剂存在的条件下对微晶纤维素、木聚糖、碱性木质素三大组分和云南松进行催化热解。采用气质联用仪对生物油的化学组分进行分析。通过对比ZSM-5参与前后的生物油的主要化学组分的变化,对催化剂的催化机理进行探究。研究结果表明,催化热解过程中,介孔ZSM-5将纤维素直接热解得到的β-D阿洛糖、糠醛、3-丙基戊二酸和2,4-戊二烯酸转化为1-甲基萘、2,6-二甲基萘,纤维素催化热解得到的生物油中的芳烃含量为63.89%。半纤维素催化热解过程中,催化剂将生物油中的糠醛从67.78%降低为2.66%,有效提高芳烃化合物,包括萘、2-甲基萘的含量,催化热解后得到的生物油中总芳烃含量达到36.81%。木质素催化热解过程中,介孔ZSM-5有效降低生物油中2,6-二叔丁基对甲酚的量(从82.33%降至77.97%),并大幅地提高1,8-二甲基萘和1,7-二甲基萘的量,生物油中总芳烃相对含量达到14.14%。云南松催化热解过程中,催化剂有效降低云南松直接热解得到生物油中2-甲氧基-4-甲基苯酚和(Z)-异丁子香酚的含量,并将芳烃化合物总量提高到53.99%(主要是1-甲基萘、1-亚甲基-1氢-茚和2,6-二甲基萘)。随着催化剂使用次数的增加,生物油中含氧化合物相对含量增加,烃类化合物的相对含量明显降低,从53.99%降至43.32%,元素分析结果表明生物油中的碳含量逐渐减少,氧含量逐渐增加。但是,催化剂经过焙烧再生后,催化活性基本完全恢复。     

污泥热解工艺参数对残渣吸附性能的影响

[目的]优化污泥热解工艺条件及增强污泥热解残渣对小分子的吸附性能。[方法]设置不同的温度、保温时间及含水率条件,对污泥进行热解,测定不同条件下得到的热解残渣的失重率、热值、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值等指标。[结果]污泥中有机质发生热解反应的主要温度为350～550℃;温度越高,热解剩余残渣率和残渣热值越低,污泥热解越充分;在450℃时,污泥热解残渣的吸附性能最好。当保温时间延长到60 min以后,对热解结果的影响不大,从节能的角度考虑,保温时间应设定为60 min。当含水率增加到50%以后,对热解结果的影响不大,从节能的角度考虑,应将污泥含水率控制在50%之内。[结论]该研究为污泥无害化与资源化处理提供了参考依据。     

阻燃木粉-聚丙烯复合材料的热解特性及热解动力学研究

采用热重分析仪分析阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热解特性,并研究不同升温速率对添加聚磷酸铵(APP)、 改性聚磷酸铵(M-APP)的阻燃木塑复合材料热解行为的影响,通过热重曲线建立热解动力学方程和分布活化能模 型,揭示了阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热稳定性、热解反应活化能。结果表明:APP 和M-APP 2 种阻燃剂相比,M- APP 降低了复合材料的起始分解温度,并提高了木塑复合材料的残炭量;M=APP 使木粉最高分解温度由344.8 c 降低到334.1 c,使聚丙烯的最高分解温度由518郾5 益提高到525.6 c,残炭量由19.4% 提高到21.7%;添加 M鄄APP木塑复合材料的活化能比添加APP 的低。所以作为木粉鄄聚丙烯木塑复合材料的阻燃剂,M-APP 的阻燃效 果优于APP。      

不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响

在150～600℃范围内制备生物质炭,并通过室内培养实验研究了施加不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响。结果表明,随热解温度升高,生物质炭比表面积加大,芳香化结构加深。土壤中添加不同温度制备的生物质炭培养400d后,土壤有机碳的含量都有不同程度的增加。土壤有机碳的累积矿化量随热解温度升高而降低,且添加高温(≥400℃)制备生物质炭的土壤CO2累积释放量低于未添加生物质炭的土壤处理;添加低温(<400℃)制备生物质炭增加了土壤腐植酸和胡敏酸含量,而添加高温(≥400℃)制备生物质炭的土壤其腐植酸和胡敏酸含量的变化不显著。另外,添加生物质炭后,土壤H/F皆未发生显著变化,而胡敏酸的E4/E6值则在添加200℃和250℃制备的生物质炭时显著高于其他处理,添加500℃和600℃制备的生物质炭时显著低于其他处理。     

真空热解松木粉制备生物油

为研究与开拓高品位生物油的制备方法,该文以松木粉为原料,采用真空热解的方法制备生物油。讨论了150～830μm的4种不同粒径大小、400～600℃的5种不同反应温度对真空热解的影响,对其原因进行讨论与分析;并对最优条件下的真空热解气液相产物进行表征。试验结果表明,在500℃反应温度下,250～380μm粒径松木粉真空热解得到生物油产率最高,可达52．06％;真空热解生物油的黏度较低,流动性能好,高附加值化合物较多,这些特性使真空热解生物油作为提取化学品的原料成为可能,该研究为生物质制备高品位生物油提供参考。