| 基于热重红外联用和分布活化能模型的樟子松热解机理研究 |
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| 引用本文： | 马中青, 徐嘉炎, 叶结旺, 张齐生. 基于热重红外联用和分布活化能模型的樟子松热解机理研究[J]. 西南林业大学学报, 2015, 35(3): 90-96.doi:10.3969/j.issn.2095-1914.2015.03.016 |
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| 作者姓名： | 马中青 徐嘉炎 叶结旺 张齐生 |
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| 作者单位： | 1.浙江农林大学国家木质资源综合利用工程技术研究中心，浙江 临安 311300；;2.浙江省木材科学与技术重点实验室，浙江 临安 311300；;3.南京林业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210037 |
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| 基金项目： | 浙江农林大学人才引进启动基金项目（2014FR056）资助；浙江农林大学生物质资源化利用研究中心预研项目（2013SWZ03）资助；“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD30B01）资助。
摘要:利用热重红外联用技术（TGA-FTIR）和分布活化能模型（DAEM），通过不同升温速率（5、10、20、30 ℃/min），对樟子松的热解特性和热解动力学进行研究，并对其热解机理进行探讨。TG/DTG曲线表明，樟子松的热解过程分为干燥、快速热解和炭化3个阶段。FTIR图表明，热解挥发份气体相对含量最多的3类物质是CO2，醛、酮、酸类以及烷烃、醇类和酚类等有机物。随着转化率增加，通过DAEM计算得到的活化能数值波动明显，证明樟子松热解过程发生复杂的化学反应。01 <转化率（α）<03，主要是半纤维素降解，其支链首先降解，然后主链发生断裂；03<α<07，主要是纤维素降解，首先转化为中间产物活性纤维素，活性纤维素再次降解；07<α<08，主要是木质素降解，苯丙烷分子相互结合形成网状立体结构以及低反应活性的焦炭的不断生成造成此阶段活化能迅速增加。 |
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| 摘 要： | 利用热重红外联用技术（TGA-FTIR）和分布活化能模型（DAEM），通过不同升温速率（5、10、20、30 ℃/min），对樟子松的热解特性和热解动力学进行研究，并对其热解机理进行探讨。TG/DTG曲线表明，樟子松的热解过程分为干燥、快速热解和炭化3个阶段。FTIR图表明，热解挥发份气体相对含量最多的3类物质是CO2，醛、酮、酸类以及烷烃、醇类和酚类等有机物。随着转化率增加，通过DAEM计算得到的活化能数值波动明显，证明樟子松热解过程发生复杂的化学反应。01 <转化率（α）<03，主要是半纤维素降解，其支链首先降解，然后主链发生断裂；03<α<07，主要是纤维素降解，首先转化为中间产物活性纤维素，活性纤维素再次降解；07<α<08，主要是木质素降解，苯丙烷分子相互结合形成网状立体结构以及低反应活性的焦炭的不断生成造成此阶段活化能迅速增加。
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| 关 键 词： | 樟子松 热解 热重红外联用 分布活化能模型 动力学 |
| 收稿时间： | 2014-11-17 |
Determination of Pyrolysis Characteristics and Kinetics of Pinus sylvestris var. mongolica Using TGA FTIR and Distributed Activation Energy Model |
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| MA Zhong-qing1, 2，XU Jia-yan1, 2，YE Jie-wang1 and 2. Determination of Pyrolysis Characteristics and Kinetics of Pinus sylvestris var. mongolica Using TGA FTIR and Distributed Activation Energy Model[J]. Journal of Southwest Forestry University, 2015, 35(3): 90-96.doi:10.3969/j.issn.2095-1914.2015.03.016 |
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| Authors: | MA Zhong-qing1 2，XU Jia-yan1 2，YE Jie-wang1 2 |
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| Affiliation: | 1.National Engineering & Technology Research Center of Wood-Based Resources Comprehensive Utilization，Zhejiang Agriculture & Forestry University， Linan Zhejiang 311300，China;; 2. Key Laboratory of Wood Science and Technology of Zhejiang Province, Linan Zhejiang 311300，China;;3. College of Materials Science & Engineering， Nanjing Forestry University， Nanjing Jiangsu 210037， China |
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| Abstract: | In order to get a fundamental understanding of pyrolysis behavior and kinetics of Pinus sylvestris var. mongolica, the TGA-FTIR instrument and distributed activation energy model （DAEM） via different heating rates (5,10,20,30 ℃/min）was taken for the study. The TG and DTG curves demonstrated that the pyrolysis process of PS consisted of the drying stage， degradation stage and carbonization stage. According to the FTIR analysis， the prominent volatile components generated by the pyrolysis of PS were CO2， aldehydes， ketones， organic acids， and alkanes， phenols etc. The fluctuation of activation energy can be interpreted as a result complex reaction occurred in pyrolysis process. For 01Key words:Pinus sylvestris var. mongolica/ pyrolysis/ TGA FTIR/ distributed activation energy model/kinetics |
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| Keywords: | Pinus sylvestris var. mongolica pyrolysis TGA FTIR distributed activation energy model kinetics |
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