低溫選擇性熱解草本類(lèi)生物質(zhì)制備4-乙烯基苯酚.pdf

1、隨著化石能源的短缺以及溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題的加劇迫使我們尋找開(kāi)發(fā)新的基于可再生資源的能量體系。生物質(zhì)是一種普遍認(rèn)可的可再生資源，不僅可以轉(zhuǎn)化為能源，還可以用于生產(chǎn)化學(xué)品。生物質(zhì)快速熱解液化技術(shù)可以將生物質(zhì)高效地轉(zhuǎn)化為生物油，但通常獲得的生物油，具有熱值低、腐蝕性強(qiáng)等缺點(diǎn)而不適合直接用做燃料。并且生物油的成分復(fù)雜，很難從中分離提純化工原料。因而需要建立新的工藝體系來(lái)制備較高品質(zhì)的生物油，或者得到富集了某些化學(xué)品的生物油。
　　 木質(zhì)

2、素纖維類(lèi)生物質(zhì)是由纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素組成，不同的生物質(zhì)原料這三者的比例是不同的，因而生物質(zhì)的種類(lèi)對(duì)生物油的組成以及品質(zhì)有很重要的影響。纖維素、半纖維素快速熱解的產(chǎn)物主要有乙酸、5-羥甲基糠醛、糠醛、左旋葡聚糖、左旋葡萄糖酮等，木質(zhì)素的熱解產(chǎn)物主要是芳香化合物，熱解產(chǎn)生的焦炭也主要是木質(zhì)素?zé)峤猱a(chǎn)物貢獻(xiàn)的。溫度是影響快速熱解的重要影響因素，低溫?zé)峤獾玫降纳镉椭谢衔锏姆N類(lèi)較少，容易獲得富集了某些高附加值化學(xué)品的生物油，但生物油的產(chǎn)

3、率較低;中高溫?zé)峤饽塬@得較高產(chǎn)率的生物油，但生物油中的化學(xué)組分非常復(fù)雜，不能作為高品質(zhì)燃料直接應(yīng)用。我們提出了一條兩步熱解生物質(zhì)的方法:首先在低溫條件下熱解生物質(zhì)原料獲得富集某些化學(xué)品的生物油，然后中溫?zé)峤獾谝徊绞Ｓ嗟臒峤鈿堅(jiān)?，獲得較高品質(zhì)的生物油。此路徑不僅可以獲得較高品質(zhì)的生物油，而且可以同時(shí)可以得到高附加值的化學(xué)品，使生物質(zhì)得到最大化的利用。
　　 我們以七種木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)（甘蔗渣、玉米桿、稻殼、稻草、竹子、棉花桿和楊

4、木）為原料，研究他們?cè)跓o(wú)催化劑存在、溫度較低的條件下的快速熱解行為，分析產(chǎn)物的分布。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)一些草本植物如甘蔗渣等適合生產(chǎn)4-乙烯基苯酚，而木本植物則不合適。以甘蔗渣為例，在300℃即可高產(chǎn)率高選擇性獲得富含4-乙烯基苯酚的生物油。同時(shí)，我們實(shí)現(xiàn)了4-乙烯基苯酚的分離提純。為了研究4-乙烯基苯酚的熱解生成機(jī)理，我們研究了用不同處理方法得到的木質(zhì)素為原料進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，并且合成了含有β-5結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素模型物并進(jìn)行機(jī)理的推測(cè)，最終我們發(fā)現(xiàn)