抽提预处理沙柳的热解失重特性、动力学及产物组分

为了控制和改善沙柳原料热解产物品质,对比了热水、1%Na OH和苯-乙醇(苯醇)抽提3种预处理方法,利用热重红外分析法(TG-FT-IR)和热解气质联用(Py-GC/MS)研究了预处理对沙柳热解失重特性及产物生成规律的影响。结果表明:热水和苯醇抽提预处理降低了残炭率,促进了挥发性产物的生成,而1%Na OH抽提预处理增加了残炭率;Coats-Redfern动力学分析发现,抽提预处理沙柳低温段与一级动力学拟合较好,高温段与二级动力学拟合较好,抽提预处理降低了沙柳热解活化能,有利于沙柳热解反应的进行;经过1%Na OH抽提预处理沙柳生成了较多的酚和酮类组分,经过热水抽提预处理沙柳的醛类、酚类、酸类等物质GC含量减少而酯类、醚类GC含量增加,苯醇抽提预处理沙柳各组分GC含量变化不大。     

人工林珍贵树种柚木和楸木的热解特性及动力学

木材阻燃体系的选择应考虑其热解特性,选取人工林珍贵树种柚木、楸木和速生材杉木、辐射松为研究对象,通过化学成分和热重（TG）分析试验,研究热解特性、热解动力学模型和参数,为阻燃体系选择提供理论依据。结果表明：四种木材的热解过程均可分为失水、过渡、剧烈降解和成炭等四个阶段;柚木、楸木的最大热解速率温度、活化能和活化因子均低于杉木和辐射松,适用于热解温度相对较低的阻燃体系。     

软木的热解特性和热动力学研究

软木是一种天然多孔性绿色材料,具有吸音减震、隔热保温、滞火阻燃、耐酸碱、不易老化、富有弹性、无毒无味等一系列优良特性。由于它所独具的各种特性,特别是软木的热学性能,使其在工业生产与人民日常生活中都有广泛的应用。本文通过热重分析仪来研究软木的热学性能,在实验温度从303~873K的范围内,对产自湖北和云南的2种软木的热解过程进行了分析。结果表明:软木热解过程分为4个阶段,热解过程与化学成分的热解过程相一致,513~693 K是试样热解的主要阶段。根据热分解速率方程,获得了软木的动力学参数——频率因子A和活化能E,最后得到软木的热解动力学方程。     

芒草热解焦的制备及其CO2气化反应动力学及机理分析

利用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和低温氮吸附法表征芒草热解焦的物化特性,采用非等温法和主曲线法结合研究芒草热解焦CO_2气化反应机理。结果表明:随着制备温度的升高,芒草热解焦的有机质减少;热解过程有利于孔隙结构的形成,增大了热解焦比表面积和孔容,600℃时芒草热解焦(MPC600)的微孔率最大,为86.73%;随着制备温度和气化升温速率的升高,芒草热解焦气化反应的最大失重速率温度向高温侧偏移。采用Ozawa法对芒草热解焦气化动力学参数进行计算,制备温度为400、600和800℃的芒草热解焦平均活化能分别为171.87、181.20和184.45 kJ/mol;所有制备温度下获得的芒草热解焦的活化能与转化率无关,反应可用单一的动力学机理函数描述。主曲线法判定动力学模型机理函数结果表明:芒草热解焦气化动力学符合一维相边界反应(R_1)机理。     

杏壳半纤维素的结构表征与热解产物特性

【目的】研究杏壳半纤维素的结构组成、微观形貌以及其热解特性和产物生成规律,为杏壳热化学利用提供理论基础。【方法】采用碱抽提和乙醇纯化方式分离杏壳半纤维素,基于红外光谱、核磁共振、扫描电子显微镜对其结构组成和微观形貌进行表征,利用热重分析、热重红外连用分析杏壳半纤维素的热解特性。【结果】从杏壳中分离出半纤维素的得率为29.44%,红外光谱特征吸收峰主要集中在1 620～600 cm^-1范围内,半纤维素成分以吡喃环结构的木糖为主。核磁共振图谱表明,杏壳半纤维素是以β-D-吡喃木糖形成的木聚糖为主链,在木糖基的C-2位连接4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸,C-3位连有α-L-呋喃阿拉伯糖。扫描电子显微镜分析显示,半纤维素存在团聚现象,微观形态呈堆砌状的近似球形结构,半纤维素结构有一定的破坏。杏壳半纤维素的主要热解温度范围为210～380℃,在240℃出现一个肩状峰,在308℃出现最大失重尖峰,失重过程在600℃左右结束,800℃时热解残炭量为25.33%。杏壳半纤维素热解时各产物析出量在310℃时达到最高,小分子气体产物主要有CO_2、CO、CH_4,且CO_2和CO量远高于CH_4。【结论】杏壳半纤维素得率为29.44%,是以β-D-吡喃木糖形成的木聚糖为主链,呈堆砌状的近似球形结构,热解产物以CO_2、CO及乙酸、糠醛、丙酮等为主。     

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。     

棕榈弄蝶生物学特性及防治研究

棕榈弄蝶(Erionota sp.)是我县近年来新发生的一种害虫,大量发生时,可将棕叶大部或全部吃光,仅留叶脉,导致棕榈枯死。1988～1990年,安化县由于该虫暴发成灾,造成50多万元经济损失,严重影响了棕榈生产和广大农民发展棕榈生产的积极性。为摸清该虫的生物学特性,提供有效的防治方法,我们于1989年5月至1990年12月,对棕榈弄蝶进行了研究。现将研究结果报道如下。     

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.     

棕榈藤工艺学特性研究及其新进展

对棕榈藤藤茎的表观性状、解剖性质、物理及力学性质等工艺学特性方面最新的研究成果进行概述,并对棕榈藤的资源状况及利用前景进行分析和展望.     

生物质热解动力学的研究

对木屑在不同的升温速度下的热解反应动力学进行了研究。测试结果表明：不同的升温速度使生物质的热解反应机理和过程发生了变化。在4．2和40℃／min的升温速度下，两反应的TG-DSC-T曲线有相似之处，均出现明显的吸热峰，而在390℃以后，升温速度为4．2℃／min时，热解反应动力学模型已经不能用传统的数学模型表示，其反应速率与升温速度显示了一个线性关系。40℃／min升温速度时，在385—490℃拐点范围内，亦不能用通常使用的数学模型公式描述；在490—700℃的范围内，用数学模型可以表示，且线性回归的相关性很好。其反应活化能为29．53kJ／mol，大大低于人们通常试验的数据(一般为70—110kJ／mol)。10和20℃／min的升温速度时，其热解反应TG-DSC-T曲线相近，且它们的反应动力学数学模型基本符合传统的表示方法。研究表明，不同升温速度决定了反应的过程。研究结果可以推论，快速热解反应的机理将不同于人们通常描述的步骤进行，相应的反应活化能这一重要的物理参数会发生很大变化。     

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。     

澳洲坚果壳活性炭制备的热解特性研究

以澳洲坚果壳为原料,磷酸为活化剂,利用同步热重-差热分析仪(TG-DTA)对澳洲坚果壳的热失重、热效应以及热解机理进行探讨.实验结果表明:不同条件下的澳洲坚果壳的热分析曲线都有两个失重阶段和相应的吸热峰或放热峰.澳洲坚果壳热解温度在200～410 ℃之间,800 ℃时残余量接近零.以磷酸为活化剂浸渍12和24 h的磷酸-澳洲坚果壳炭化和活化温度区间为130～400 ℃,800 ℃时残余量分别为34.431 %和17.743 %.磷酸-澳洲坚果壳较佳的活化温度在400 ℃左右,浸渍时间选择24 h为宜.同时随着浸渍时间的增加,DTG峰值温度呈现向低温推移的趋势,由未浸渍的363.63 ℃降至为243.71 ℃和238.37 ℃.磷酸浸渍对澳洲坚果壳有明显促进炭化作用,使其在130 ℃左右就开始热解炭化,研究结果为澳洲坚果壳活性炭制备提供理论依据.     

核桃壳与煤共热解的热重分析及动力学研究

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、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;核桃壳与褐煤共热解时存在协同作用;三者的平衡热解温度分别为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。     

基于TG-FTIR和Py-GC-MS分析的椰壳热解特性研究

采用热重-红外光谱(TG-FTIR)和裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)技术对椰壳粉的热失重、热裂解行为及其裂解产物进行了研究。在对N2和空气气氛下椰壳的TG和DTG曲线进行分析的基础上,采用三维红外光谱对热解过程中气体产物进行在线检测,结果表明:N2气氛下,椰壳的最大失重峰温度(Tm)为347.8℃,固体残余量为32.0%,主要的气体产物是CO2;而空气气氛下椰壳的热解更完全,固体残余量仅为6.5%,且最大热失重温度为282.1℃,释放的气体除了CO2,还有CO、H2O和CH4等。Py-GC-MS分析结果表明:酚类化合物是主要的裂解产物,当温度为400℃时共检测到39种裂解产物,其中酚类化合物12种(GC含量40.0%);当温度为700℃时共检测到56种裂解产物,其中酚类化合物18种(GC含量45.8%)。     

核桃坚果壳结构与核仁商品品质的关系

对不同品种核桃坚果壳结构(缝合线紧密度、密度、厚度、机械强度、细胞直径)与坚果种仁商品品质(漂洗污染率、虫果率、裂果率、出仁率、种仁颜色、油脂丙二醛含量)进行研究,并分析二者之间的关系.结果表明:壳结构指标之间存在显著的相关性,它们与种仁商品品质间存在显著的相关性,即缝合线越紧密、壳越厚,漂洗污染率、贮藏虫果率、裂果率越低,种仁颜色越浅,核桃油脂的抗氧化能力越强.建议将壳结构作为坚果品质的评价因素,并对缝合线紧密度和壳厚度予以充分的重视.     

油棕废弃物热解半焦的表面物化结构分析

利用管式炉对油棕废弃物在不同热解终温下进行热解制备半焦焦样,采用同步热分析仪(TG-DTG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对半焦的燃烧性能、表面化学结构及微晶结构进行表征。结果表明:随着升温速率的升高,半焦内部出现燃烧滞后现象,着火温度和燃尽温度升高;随着热解终温的升高,着火变得困难,综合燃烧特性减弱,不利于半焦的燃烧。002峰强度增大,表明半焦的微晶结构有序化程度增高,微晶尺寸La和堆积高度Lc出现先下降后升高的现象,对微晶单元的内部结构和结合缩聚的影响明显;半焦的002峰和100峰的衍射角分别出现在28°和40.5°附近,微晶结构随着热解终温升高向石墨化转变,且石墨化程度增加。     

海南岛簕竹属5个竹种雨季光合特性与叶片形态结构性状

【目的】通过对簕竹属5个竹种雨季光合生理特性的研究,探究热带地区不同竹种雨季光合能力差异性,掌握不同竹种栽培特性,为竹种高效培育及园林应用提供理论依据。【方法】以海南岛簕竹属5个竹种作为研究材料,利用Li-6400便携式光合仪测定日变化、光响应曲线、CO2响应曲线,分析不同因子的影响及叶片形态结构性状与光合作用的相关性。【结果】1)不同竹种之间净光合速率存在较大差异,5个竹种净光合速率日变化规律呈现“双峰”曲线;2)各竹种光响应曲线在5—6月净光合速率较高,8—10月净光合速率较低,最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)之间存在差异;青秆竹、粉单竹Pmax、LSP值高、Rd值低,光合能力较强;3)5个竹种CO2响应曲线均在5—8月净光合速率较高,9—10月净光合速率较低;相较于潜在最大净光合速率(Amax)、CO2饱和点(CSP),CO2补偿点(CCP)、光呼吸速率(Rp)、羧化速率(CE)之间存在差异;4)雨季中5个竹种Pn主要受气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气温(Ta)、光合有效辐射(PAR)、胞间CO2浓度(Ci)、大气CO2浓度(Ca)等因子制约;5个竹种叶片形态结构性状研究表明:佛肚竹、黄金间碧竹叶面积(LA)显著高于青秆竹、崖州竹、粉单竹(P<0.05),佛肚竹、青秆竹、黄金间碧竹叶厚度(LT)显著高于崖州竹、粉单竹(P<0.05),比叶面积(SLA)则相反;而5个竹种叶干物质含量(LDMC)差异不显著(F=0.691,P=0.615),不同竹种Pmax、Amax与LA、LT、LDMC、SLA相关性有所差异,与LA相关性较大。【结论】簕竹属5个竹种光合特征参数与叶片形态结构性状不同,竹种生理特性与叶片形态结构性状存在一定相关性。在竹类植物保存与利用中,叶面积可作为竹类植物筛选的主要性状指标。在园林配置中,青秆竹栽培区域较广、佛肚竹栽培区域较窄、崖州竹可在阴生条件下栽培、粉单竹适宜光照充足地区生长、黄金间碧竹介于青秆竹与崖州竹之间。