核桃壳热解行为及动力学研究

利用热重分析在不同升温速率(5～50 K/min)和氮气气氛下对核桃壳的热解失重行为进行了研究。实验结果表明,核桃壳的热解过程可分为失水干燥、预热解、快速热解和残余物缓慢分解等4个阶段;快速热解阶段和残余物缓慢分解阶段的失重率分别为55%和32%左右,它们均可由一级反应过程描述,根据一级反应由Coats-Redfern方法计算核桃壳快速热解阶段和残余物缓慢分解阶段的平均活化能分别为50.7和17.3 kJ/mol。实验结果还表明加热速率越大,热解速率越快。     

Thermogravimetric Analysis and Kinetics of Walnut Shell and Coal Co-pyrolysis

利用热重分析在不同升温速率(5 ～50 K/min)和氮气气氛下对核桃壳、褐煤以及核桃壳-褐煤(质量比1∶1)混合物的热解失重行为进行了研究,求取了热解动力学参数.实验结果表明,随着升温速率的提高,3种原料的失重率下降,热失重速率升高;核桃壳与褐煤共熟解时存在协同作用;三者的平衡熟解温度分别为568.9、709.9和571.0K.应用Coats-Redfern方法进行热解动力学过程分析表明,3种原料均可由一级反应过程描述.核桃壳快速热解和残余物缓慢热解阶段的平均活化能分别为50.6、17.3 kJ/mol,褐煤的平均活化能为21.1 kJ/mol,核桃壳-褐煤混合物快速热解和残余物缓慢热解阶段的平均活化能分别为34.2和14.5 kJ/mol.     

利用热分析研究海拉尔褐煤的热解特性

基于高含水率碳基原料直接干燥-热解一体化(IPDDP)工艺,以海拉尔褐煤为原料,利用热天平考察其在氮气气氛中的热解特性以及在空气气氛中的燃烧特性;分析了升温速率对褐煤热解性能的影响;探讨了该工艺的可行性。结果表明:在氮气气氛下,褐煤在低于110℃进行脱水,质量损失约11%;110~690℃脱除挥发分并进行热解,总质量损失约23%;690~900℃褐煤半焦缩聚成炭,质量损失为10%。空气气氛下,在315~320℃,褐煤发生燃烧反应,反应后剩余13.7%灰分。高升温速率会延迟褐煤中水的脱除,促进水蒸气、挥发分和褐煤半焦的共热解,实现干燥得到的水蒸气本身作为褐煤热解的气化剂。     

益阳地区7种生物质热解动力学特性研究

采用热重分析仪对益阳地区7种生物质(玉米秸秆、花生壳、刺桐木屑、豆秆、稻壳、杉木屑和松木屑)的热解特性进行了热重实验研究,利用热重分析法,在氮气气氛下对7种生物质的热解行为特性和动力学规律进行了分析.实验结果表明:7种生物质的热解特性相似,热解过程可以用同一种模型描述.7种生物质在热解过程中可分为脱水解吸附干燥、快速热解和残余物缓慢分解等3个阶段.升温速率越大,热解速度越快.林业生物质的热稳定性大于农业生物质的热稳定性.     

CO_2/N_2气氛下的褐煤和沙柳共热解特性及动力学研究北大核心CSCD

利用综合热分析仪分别对胜利褐煤、生物质(沙柳)以及二者以不同比例(1∶4,5∶5,4∶1)混合后的试样在不同的CO2/N2(1∶4,5∶5,4∶1)气氛条件下的热解失重行为进行研究,并观察褐煤与沙柳在共热解反应过程中的相互作用,应用Coats-Redfern方法分析热解反应。实验结果表明:褐煤与沙柳主要热解温度段有相互重叠的部分,且存在相互作用,当V(CO2)∶V(N2)=5∶5时,褐煤与沙柳混合物在热解高温段全部表现为促进作用,且促进作用随沙柳含量的增加越来越弱。当m(煤)∶m(沙柳)=5∶5时,不同CO2/N2比例气氛下热解的高温段中CO2气氛比例越大,煤与沙柳的相互促进作用越强。活化能的范围均在15～70 kJ/mol之间,且沙柳的活化能比煤的大;高温段所需的活化能较低温段的大;CO2/N2气氛比例及沙柳/煤混合比例均对活化能和指前因子有一定的影响。当V(CO2)∶V(N2)=5∶5时,随着混合物中沙柳的增加,混合物的活化能和指前因子先增后降;当m(煤)∶m(沙柳)=5∶5时,随着CO2/N2混合气氛中CO2的增加,混合物的活化能和指前因子的变化趋势也先增加后降低。     

热重法研究木材热解反应动力学

本文应用热重分析法研究了木材热解过程，结果表明：１．失去水分后的试样木粉，α－纤维素热解反应分两阶段进行，克拉松木素热解反应只有一个阶段，２．热解反应的表观活化能α－纤维素〉试样木粉〉克拉松木素，在低温阶段热解时α－纤维素表以活化能远大于试样木粉，而在高温阶段热解时α－纤维素和试样木粉反应表观活化能基本相同，３．试样木粉和α－纤维素各阶段反应级数均为１，克拉松木素的热解反应级数因树各种的不同而有较     

不同木屑类生物质热解动力学与热力学参数研究

为实现生物质原料的能量回收,研究以杨木、水杉、椿木木屑为原料,在30~900℃的惰性气氛下,以10、20、30、40℃/min不同的升温速率进行热重试验,计算不同木屑类生物质热解过程中的动力学和热力学参数。动力学参数采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Distributed-Activation-Energy-Mode(l DAEM)模型进行计算,并用主函数图法确定反应机理。结果表明:热稳定性从高到低依次为:椿木、水杉、杨木。3种方法计算杨木的热解活化能变化范围为139~157 kJ/mol,水杉为106~163 kJ/mol,椿木为147~200 kJ/mol;木屑类生物质主要反应机理为低转化率范围内三维扩散模型(D3)、高转化率范围内的R1和Avrami-Erofeev模型(A1,A2,A3,A4);3种木屑中,杨木的吉布斯自由能(ΔG)均值为149.57 kJ/mol,水杉为150.40 kJ/mol,椿木为162.84 kJ/mol。热解过程中的焓变(ΔH)均为正,熵变(ΔS)最小负值为71.07 J(/mol·K),最大正值为47.17 J(/mol·K)。研究为生物质热化学转化技术和开发提供了重要的基础数据。     

昆明地区16种阔叶树树叶的热重分析

应用热重分析法研究了昆明地区16种阔叶树树叶的热解行为。实验结果表明:样品的热解过程可分为水分析出、快速热解、炭化等3个阶段;快速热解阶段的失重率约为65%,该阶段样品的热解动力学参数可以由一级反应方程和Coats-Redfern模型描述,通过计算发现光叶石栎、厚皮香具有较好的防火特性,着火温度、活化能、燃烧特征指数分别为:282.7℃、43.1 kJ/mo、l0.764×10-6和264.6℃、41.4 kJ/mo、l0.635 1×10-6。     

基于热重红外的硫酸盐法黑液热解特性分析

为了深入地探讨黑液热解的反应机理以及黑液热解过程中产物的释放规律,采用热重-红外联用(TG-FT-IR)技术对竹子和桉木混合硫酸盐法制浆黑液固形物(BLS)的热裂解过程进行了研究。TG-FT-IR结果显示,BLS热解产物的释放主要集中在500~2 000 s,热解产物主要是CO2、CH4、H2O、CO、醇酚类化合物和醛酮类化合物。BLS的整个热解过程可分为3个阶段,第1阶段的失重主要是原料中结合水的挥发引起的,此阶段的最大失重速率出现在105℃;第2失重阶段主要发生在173~518℃,失重率约为25.19%,主要产物是CO2、CH4、H2O、醇酚类化合物、醛酮类化合物以及少量的CO,此阶段CO2的生成量最大;第3阶段主要发生在722~1 000℃,失重率接近39.05%,产物主要是CO,其它小分子产物的产率都很低。     

黑龙江地区10种常见树叶的热重分析

应用热重分析方法研究了黑龙江地区10种常见树叶的热解行为。利用TG-DTG曲线分析它们的热解特性,了解到木质素、半纤维素及纤维素的热解特性和温度、失重量以及失重速率之间的关系。结果表明:在空气气氛下10种树叶的热解均经历水分析出、快速热解、炭化3个主要阶段;在主要的快速热解阶段样品的热解动力学参数可以由Arrhenius反应方程和Coats-Red fem模型求得,计算得出樟子松、黑皮油松具有较好的防火性能,着火温度、活化能分别是:274.69℃、39.420KJ/mol,274.90℃、42.9110KJ/mol。。     

核桃壳胶粘剂化学背景的探讨

探讨漾濞泡核桃壳作木材胶粘剂原料的化学背景。化学分析结果表明:漾濞泡核桃壳中含(硝酸法)纤维素3 3 2 5 %、多戊糖2 6 72 %、木素6 0 94 %、灰分1 1 9%;核磁共振氢谱、紫外和红外光谱的分析结果表明:核桃壳木素以愈疮木基-紫丁香基木素为主,属GS型木素,且G型木素的含量大于S型木素。利用G型阔叶材木素的化学性质可以合成得到与普通酚醛树脂胶合性能相当的核桃壳木素-苯酚-甲醛共聚树脂。     

中国核桃主要品种坚果缝合线特性研究

以我国的农家核桃品种以和目前主栽的早实品种为试材,以美国主栽品种强特勒为标准品种,对坚果的缝合线特性开展了研究.结果表明:缝合线紧密度与其高度、内褶壁厚度呈显著正相关关系,而与栽植地变化无关.我国传统优良品种的缝合线紧密度与强特勒无明显差异,而早实品种缝合线紧密度差与强特勒有明显差异.     

核桃壳粉负载纳米Cu催化剂的制备及催化炔酮合成

以核桃壳粉(WSPs)为载体,采用还原沉淀法制备了WSPs负载的铜催化剂(WSPs-Cu),采用红外(FT-IR)、热重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜结合X射线能谱(SEM/EDS)等对WSPs-Cu进行表征,结果表明:成功制备出Cu较均匀分布在WSPs表面的WSPs-Cu催化剂,WSPs-Cu的含铜量为3.386%,同时WSPs-Cu在100～200℃范围内具有较好的热稳定性。以WSPs-Cu为异相催化剂,催化苯甲酰氯及其衍生物与苯乙炔之间的偶联反应,制备出炔酮类化合物,结果表明:在无溶剂的条件下,以三乙胺为缚酸剂,微波辐射以及40℃下反应30 min,WSPs-Cu催化合成了5种炔酮化合物(产率61%～90%)。WSPs-Cu循环使用5次后仍保留较高活性,催化合成产物的产率为79%。将模型反应由微量放大到常量,投料量为80 mmol时,WSPs-Cu催化合成炔酮的产率可达到82%。     

椰壳热解炭化热分析研究

椰壳是一种优质活性炭原料,利用同步热重-差热分析仪(TG-DTA)对椰壳的热失重、热效应、热稳定性进行研究,分析了椰壳热解炭化的机理。作者还探讨了椰壳热解温度、升温速度对其炭化得率、分解速率的影响。实验结果表明:在5种升温条件下,椰壳热分析曲线都有两个失重阶段。热解温度区间在200~410℃之间。控制第二失重阶段是椰壳热解炭化的关键,提高升温速率在一定程度上会有利于椰壳热解反应的进行。当升温速率为20℃/m in,此时分解热焓为792.15 J/g,失重为31.925%。热解终温宜选择575℃。为椰壳的炭化工艺优化提供理论依据。     

核桃壳苯酚液化及其产物树脂化制备木材胶黏剂的研究

采用硫酸催化剂,考察了苯酚与核桃壳质量比等条件对核桃壳液化的影响。结果表明相同液化条件下,随着苯酚与核桃壳质量比从2∶1升至5∶1,残渣率从26.49%降至6.60%;随着浓硫酸加入量从2%增至4%、反应时间从5 min延至120 min、反应温度从100℃增至150℃,残渣率则分别从20.79%降至10.48%、48.84%降至15.62%、28.86%降至9.39%,游离酚含量分别从17.32%降至12.67%、41.71%降至10.25%、21.94%降至14.33%。同时,液化产物重均相对分子质量(MW)可降至706~1 030、分散度可降至1.04~1.25;液化产物中高相对分子质量部分随着苯酚与核桃壳质量比的增加有所降低,但随着浓硫酸加入量、液化反应时间和温度的增加而有所增加;核桃壳液化产物/苯酚/甲醛共缩聚树脂胶黏剂(WPF)与传统酚醛树脂胶黏剂(PF)的对比表明,WPF的胶接强度可达1.33 MPa,可作为胶合板用胶黏剂。     

棕榈壳热解失重特性及动力学研究

采用热重-红外联用(TG-FTIR)、裂解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)技术和小型固定床装置,考察了棕榈壳的热解失重过程和产物特性,并进一步评价了热解半焦的气化反应性。结果表明:棕榈壳热解失重过程大致分为干燥(25~236℃,3.42%)、主失重(236~400℃,52.31%)和炭化(400~850℃,14.90%)3个阶段,1.5级或2级反应可以较好描述棕榈壳热解反应的主失重过程;升温速率10~30 K/min下,反应表观活化能为67.63~76.47 k J/mol;热解过程主要气体产物的释放量顺序分别为CO2、H2O、CH4和CO;600~850℃下,棕榈壳主要热解产物为液相产物,其质量产率36.8%~50.9%,能量产率41.3%~58.9%,主要组分包括苯酚、乙酸、十八烷酸、十六烷酸、4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚等物质,其中苯酚GC含量较高(12.56%~15.49%),这可能主要与原料木质素的含量较高有关;固相产物的质量和能量产率分别为20.6%~26.7%和27.4%~35.0%,其CO2气化反应性相对低于稻秆、木粉等常见生物质。     

广西核桃优良种质分布情况及坚果品质差异性分析

以81株核桃(Juglans regia)优良种质为研究对象,对广西核桃优良种质的分布情况、表型遗传及内在品质进行测定、分析。结果表明:广西核桃优良种质集中分布在海拔700~1500m云贵高原南部边缘地带及红水河两岸。海拔及温度与核桃品质的相关性分析表明,温度与核桃青皮厚度、核壳厚度、亚油酸及硬脂酸呈负相关,核桃品质与海拔总体呈正相关。对不同海拔之间核桃优良种质的青皮厚度、三径、单果重、出仁率和核壳厚度进行单因素方差分析发现,单果重及青皮厚度皆在海拔300~500m最大,而三径均值则在这个海拔时最低,仅有青皮厚度在不同海拔间差异达到显著。核仁蛋白(21.24%)、亚油酸(63.88%)及硬脂酸(3.91%)含量在海拔1301~1500m达到最高,核仁脂肪(63.03%)与亚麻酸(63.76%)含量都在海拔300~500m达到最高。核仁脂肪含量随海拔上升呈先下降再上升趋势;亚油酸含量随海拔上升呈先下降后上升趋势。不同海拔及年均气温皆会对核桃品质产生一定的影响。