| 木质素种类和催化剂添加量对热解产物的影响 |
| |
| 引用本文： | 马中青,王浚浩,黄明,蔡伟,徐嘉龙,杨优优.木质素种类和催化剂添加量对热解产物的影响[J].农业工程学报,2020,36(1):274-282. |
| |
| 作者姓名： | 马中青 王浚浩 黄明 蔡伟 徐嘉龙 杨优优 |
| |
| 作者单位： | 浙江农林大学工程学院浙江省竹资源与高效利用协同创新中心,杭州 311300;浙江农林大学文法学院,杭州311300 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金（51706207）;浙江省自然科学基金 （LQ19E060009,LQ17E060002）;中国科协"青年人才托举工程"项目（2018QNRC001）;国家林业和草原局科技创新青年拔尖人才项目（2019132617）;浙江省竹资源与高效利用协同创新中心开放基金（2017ZZY2-02）;浙江农林大学大学生科研训练项目 |
| |
| 摘 要： | 木质素是一种天然可再生的芳烃类高聚物,可通过催化热解技术制取苯、甲苯和二甲苯(简称"三苯")等高附加值的平台化学品。该文选取4种木质素,分别为磨木木质素(milled wood lignin, MWL)、碱木质素(alkali lignin, AL)、Klason木质素(Klasonlignin,KL)和溶剂型醇解木质素(organosolvethanollignin,OEL),采用热重-红外光谱联用仪(TGA-FTIR)和热解-气质谱联用仪(Py-GC/MS),研究木质素种类和HZSM-5(Si/Al=25)催化剂添加量(1:1、1:2、1:3和1:5)对木质素催化热解产物的影响。结果表明:1)通过催化剂结构表征可知,HZSM-5属于密排六方晶相结构,孔径分布主要以微孔为主,弱酸含量高于强酸,该结构特征易于发生择形催化反应,增加BTX的产率;2)通过木质素的元素分析及其相关结构表征可知,在4种木质素中,MWL的C和H元素含量最高,分别为62.96%和7.24%,MWL的有效氢碳比值最高,达到0.67。AL的O元素含量最高,达到44.25%,并且其高位热值最低仅为19.90MJ/kg,说明AL中含有更多的含氧官能团和β-O-4连接键;3)由TGA-FTIR分析可知,由于MWL的重均分子量(MW)和多分散系数数值较大,其催化降解失质量温度范围最宽,失质量峰数量最多,但是AL残炭率最低,表明AL的热稳定性最差,AL中的挥发份更多的转化为热解气体和液体产物;并且随着催化剂添加量的增加,H_2O、CH_4、CO_2和CO释放量增加;4)由Py-GC/MS分析可知,随着HZSM-5的加入,导致木质素热解过程中含氧的酚类化学组分含量显著降低,酚类中间产物通过脱羟基、脱甲氧基、脱羰基等脱氧反应逐步转化为BTX,表现出优异的择形催化能力。由于MWL的有效氢碳比最高,使得MWL催化热解产生的芳烃产率最高,并且苯、二甲苯及其甲苯的含量在木质素/催化剂添加量分别为1:5、1:3和1:3时达到最大值,其绝对峰面积分别4.51×10~7、1.26×10~8和8.58×10~7。该文研究可为木质素催化热解制取高附加值化学品提供理论指导。
|
| 关 键 词： | 沸石 木质素 催化热解 三苯 |
| 收稿时间： | 2019/7/25 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/12/27 0:00:00 |
Effects of lignin species and catalyst addition on pyrolysis products |
| |
| Ma Zhongqing,Wang Junhao,Huang Ming,Cai Wei,Xu Jialong and Yang Youyou.Effects of lignin species and catalyst addition on pyrolysis products[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2020,36(1):274-282. |
| |
| Authors: | Ma Zhongqing Wang Junhao Huang Ming Cai Wei Xu Jialong and Yang Youyou |
| |
| Institution: | 1. School of Engineering, Zhejiang Provincial Collaborative Innovation Center for Bamboo Resources and High-Efficiency Utilization, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China;,1. School of Engineering, Zhejiang Provincial Collaborative Innovation Center for Bamboo Resources and High-Efficiency Utilization, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China;,1. School of Engineering, Zhejiang Provincial Collaborative Innovation Center for Bamboo Resources and High-Efficiency Utilization, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China;,1. School of Engineering, Zhejiang Provincial Collaborative Innovation Center for Bamboo Resources and High-Efficiency Utilization, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China;,1. School of Engineering, Zhejiang Provincial Collaborative Innovation Center for Bamboo Resources and High-Efficiency Utilization, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China; and 2. School of Humanities and Law, Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China; |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | zeolite lignin catalytic fast pyrolysis BTX |
| 本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录！ |
| 点击此处可从《农业工程学报》浏览原始摘要信息 |
| 点击此处可从《农业工程学报》下载免费的PDF全文 |
|
