生物质三组分热解反应及动力学的比较

采用热重分析法考察了生物质中三种主要成分纤维素、半纤维素和木质素的热解反应行为,以Coats-Redfern积分法对实验数据进行动力学解析,建立了该三组分热解反应的动力学模型。结果表明,分子结构上的不同使得该三组分的热解特性存在明显差异;在所考察的温区内纤维素的失重量约为86%,半纤维素模型化合物木聚糖的失重量为69%左右,而木质素的失重量仅为51%;热解反应深度按照纤维素、木聚糖和木质素的顺序依次降低;木质素和木聚糖的热解反应均可以用两个分段二级动力学方程来描述,但纤维素在低温区和高温区分别遵循一级和二级动力学规律。     

生物质快速热解制备生物油

大规模生物质快速热解制取生物油将成为解决液体燃料短缺的一个重要途径。总结了热解所需的原料预处理要求,介绍了各种热解反应器目前的应用状况,重点介绍了利用热解副产物(焦炭和燃气)实现自热式热解液化的工艺技术及其关键问题,并结合3种比较成熟的热解反应器介绍了最佳的自热式热解工艺,随后阐述了热解产物中的固体颗粒分离以及生物油冷凝的工艺,阐述了生物油生产、存储和运输过程中的环境、安全和健康问题。     

纤维素类生物质热解技术研究进展

生物质是地球上存在的最丰富的可再生资源,通过热解技术实现生物质高值转化是一种前途乐观的工艺.热解是在完全无氧或有限供氧条件下,极少发生气化反应的情况下进行的降解反应.热解的主要产物有生物油、焦炭和气体.通过热解技术可以实现把低能量密度的生物质转化为高能量密度的液、固、气产品,同时还能从生物油中提取多种化学品.主要综述了纤维素类生物质热解的一般原理,热解反应器及其工艺参数,热解产物组成及其特性等.     

生物质组分在催化快速热解中的相互影响

对纤维素、半纤维素、木质素及3者不同配比的自配生物质样品进行了热重分析与热解-气象色谱-质谱试验。分析了这3种生物质组分与ZSM-5分子筛进行催化热解反应时的相互影响。结果表明尽管纤维素、半纤维素、木质素初级热解产物不同,但在与ZSM-5分子筛催化热解时最终产物基本一致,主要是芳烃类化合物。然而,木质素组分在催化剂表面形成大量积炭并导致催化剂失活。因此木质素组分会影响纤维素与半纤维素组分在催化热解中的转化,导致生物质的整体转化效率下降,并且抑制作用随木质素含量的提高和反应时间的延长而增强。研究结果表明需要对木质素含量较高的生物质进行预处理,选择性去除木质素,提高生物质整体转化效率,降低催化剂失活。     

木质素热解的TG-FTIR实验研究

利用热重红外分析仪(TG-FTIR)对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,并探讨了升温速率和碱金属盐对木质素热解过程的影响规律。结果表明：随着升温速率的增加,挥发分析出阶段DTG曲线的峰型变宽,热解起始温度、最大失重峰温均向高温侧移动,且较高的升温速率不利于气相产物的析出。添加碳酸钠、碳酸钙和碳酸钾对木质素热解主反应区反应速率的影响较小,相比碱金属盐的加入量而言最终热解固体产物略有增加,同时碱金属盐的添加对气相产物的析出有明显抑制作用。与其它两种碱金属盐相比,碳酸钙的加入对600~700℃温度区间内木质素热解产生的CO和CO₂产量有一定的促进作用。     

辐射松和稻壳及其三组分热重动力学

利用热天平对两种植物生物质(辐射松和稻壳)及其三组分半纤维素、纤维素和木质素分别在不同的升温速率下进行热重分析,调查这些样品随热解温度的失重情况以及热解动力学.随着升温速率的增加,半纤维素的DTG曲线表现出不同于其他实验样品的规律,即DTG曲线的峰值向低温区移动.使用Kissinger微分法、FWO法和Popescu法联合对热解数据进行分析,分别计算反应活化能E和指前因子A,以及最可几机理函数,其中Jander方程G(α)=123[1-(1-α)]为纤维素、辐射松和稻壳的最可几机理函数,反Jander方程123G(α)=[(1+α)-1]为半纤维素和木质素的最可几机理函数,可以较好地解决植物生物质及其三组分的动力学参数的求算.     

生物质快速热解液化的实验

在集成的生物质热解液化系统装置上,进行了生物质快速热解制取液体燃料的实验.以几种代表性生物质为原料,研究了热解温度、生物质种类、运行操作条件等对热解液化率的影响.试验结果表明,在现有系统装置上,生物质最高液化率可达51.7%,不同操作条件对最终热解液化率有显著的影响.     

生物质热解液化装置研制与试验研究

介绍了一种电热式快速流化床生物质热解液化装置的研制，该装置的技术关键是采用两级螺旋进料和大流量喷雾直接冷凝收集生物油。试验结果表明，该装置完全可以用于各种固体生物质的热解液化，而且无论何种生物质都存在最佳热解温度。木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆4种原料在最佳热解条件下的生物油质量产率分别为63%，53%，57%和56%，热值均为17～18MJ/kg。通过试验研究还发现，生物油是一种复杂的含氧有机化合物和水组成的混合物，包含了几乎所有化学类别的有机物；减少原料携带的外在水可有效降低生物油中的水分；储藏时间达半年的生物油仍然可以直接燃烧。     

生物质快速热解液化技术的研究进展

生物质快速热解液化技术的研究已经取得了较大进展,但是在工艺技术上仍然存在生物质转化不完全、生物质利用率不高,有些生物质原料热解获得的生物油组成复杂、热值较低、不能直接利用等问题;同时生物质快速热解液化技术理论研究滞后,制约了该技术水平的提高和发展.我国生物质快速热解液化技术的研究起步较晚,建议加大资助力度以缩小与欧美等发达国家的差距.     

生物质热解液化产物——生物油的国内外研究进展

生物质快速热解液化技术是最有前景的生物质利用技术之一．对国际上几种典型的生物质热解液化装置类型进行了总结,详细介绍了国内主要研究机构的研究现状．概述了生物油的物理化学性质,介绍了不同热解工艺和原料对生物油组成的影响,列举了3种生物油改性技术,对存在的问题和应用前景进行了初步阐述．     

三氧六环－三氧八环共聚物的分析裂解

利用催化裂解－气相色谱／质谱法，对三氧八环共聚甲醛的链结构分析及裂解机理所作探讨，表明可以用其特征裂解产物三氧八环来表征。利用色谱定量的功能，对一系列标样作出了定量工作曲线，得到较好的线性关系。     

烘焙预处理对纤维素热解特性影响的研究

以纤维素为原料,采用小型烘焙脱氧实验装置、热重分析仪(TGA)和热裂解色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)研究了烘焙脱氧温度(200℃、250℃和280℃)对纤维素燃料品质和热解特性的影响,并采用分布式活化能模型(DAEM)计算了烘焙前后纤维素的热解活化能。结果表明,烘焙脱氧预处理降低了纤维素的氧元素和挥发分含量,减弱了纤维素的热稳定性,增大了碳元素和固定碳含量,提高了纤维素热值。烘焙先后纤维素的热解活化能没有发生较大的改变,然而烘焙后的纤维素在热解过程中容易发生交联反应而最终形成焦炭,并在快速热解中容易生成较多的左旋葡聚糖、糠醛和小分子物质。烘焙脱氧预处理改善了纤维素热解产物品质,有助于生物质的热解利用。     

电喷雾质谱法研究N-苯甲酰基-脱氢枞胺-7-酮与DNA的相互作用

采用电喷雾质谱(ESI-MS)法研究了N-苯甲酰基-脱氢枞胺-7-酮与4种DNA—dC6,dT6,dA6,d(AT)3的相互作用,考察了N-苯甲酰基-脱氢枞胺-7-酮与DNA形成复合物的电喷雾质谱行为及N-苯甲酰基-脱氢枞胺-7-酮-DNA复合物-4价离子的二级质谱(MS/MS)行为。结果表明,N-苯甲酰基-脱氢枞胺-7-酮与4种DNA均可形成非共价复合物,且复合物离子主要以-4价形式存在;N-苯甲酰基-脱氢枞胺-7-酮与4种不同的DNA形成的-4价复合物离子均在碰撞能(CE)约20%时发生裂解,并且具有大致相同的裂解方式。     

HPLC-MS/MS测定大鼠血浆中杨芽黄素的含量

建立大鼠血浆中杨芽黄素的高效液相色谱串联质谱定量分析方法,考察大鼠灌胃给药后,杨芽黄素在其体内的药动学特征。血浆样品经乙腈试剂沉淀蛋白后,取上清液5 μL进样分析。珊瑚菜内酯作为内标物质,采用高效液相色谱串联质谱分析方法,检测大鼠血浆中杨芽黄素的浓度。选择色谱柱为Zorbax Eclipse Plus C₁₈柱(2.1 mm×50 mm, 1.8 μm),流动相为乙腈-0.1%甲酸水溶液(体积比60:40)梯度洗脱;采用电喷雾离子源,在正离子模式下的选择性反应离子监测m/z 268.8→225.9 (杨芽黄素)和m/z 300.9→233.0 (内标杨芽黄素)。杨芽黄素在0.5~200.0 ng/mL范围内线性关系良好;日间、日内精密度相对标准偏差为3.28%~13.12%,准确度相对误差-6.38%~7.60%;基质效应为98.43%~103.57%;提取回收率为93.36%~96.31%。经方法学完整验证,该分析方法可用于大鼠血浆中杨芽黄素的测定及其药动学评价研究。     

顶空固相微萃取与气质联用快速检测尿液中苯丙胺、甲基苯丙胺、MDA和MDMA

利用顶空固相微萃取(HS/SPME)结合气/质联用(GC/MS-SIM)技术同时快速检测尿液中苯丙胺、甲基苯丙胺、MDA和MDMA.80℃下采用100μm聚二甲基硅氧烷萃取头萃取10 min,3-苯基-1-丙胺作内标,探讨了影响SPME萃取效果的萃取时间、盐浓度、酸碱条件等因素,优化了实验条件.结果:苯丙胺、甲基苯丙胺、MDA和MDMA在50~2 000 ng/mL质量浓度范围内线性良好,相关系数(r2)分别为0.9985,0.9971,0.9928和0.9994,检测限(信噪比=3)0.09 ng/mL,0.02 ng/mL,1.71 ng/mL和0.15 ng/mL,定量限(信噪比=10)0.31 ng/mL,0.05 ng/mL,5.68 ng/mL,0.49 ng/mL.1 mL空白尿液加标250 ng和1 000 ng,回收率在82%~108%之间,相对标准偏差(RSD)<13%(n=5).建立的方法适用于尿液中苯丙胺、甲基苯丙胺、MDA和MDMA的同时快速检测.     

GC、GC/MS分析多廿醇的化学组分与结构

采用气相色谱、气相色谱-质谱联用分析方法对多廿醇的组分和结构进行鉴定,并用气相色谱峰面积归一化法测定相对含量.结果确定多廿醇为以二十八烷醇为主的C24～C34的高级脂肪伯醇混合物,其中C28烷醇超过75%,总醇为95%.     

GC、GC/MS分析多廿醇的化学组分与结构

采用气相色谱、气相色谱-质谱联用分析方法对多廿醇的组分和结构进行鉴定,并用气相色谱峰面积归一化法测定相对含量。结果确定多廿醇为以二十八烷醇为主的C₂₄~C₃₄的高级脂肪伯醇混合物,其中C₂₈烷醇超过75%,总醇为95%。     

基于UPLC-MS/MS的蒽贝素血药浓度测定及其在大鼠体内药动学研究

建立测定大鼠血浆中蒽贝素（Embelin）浓度的方法,并进行药动学研究。选取12只Sprague-Dawley（SD）大鼠灌胃蒽贝素（15.0 mg/kg）,分别于给药前及给药后0.083,0.25,0.50,0.75,1,2,3,4,6,8,10,12,24,36,48,72 h时眼底静脉采血,分离血浆,用丙酮-乙酸乙酯混合溶剂萃取后,以大黄素为内标,采用超高效液相色谱串联质谱法（UPLC-MS/MS）测定。色谱柱为Agilent Zorbax Eclipse Plus C18,流动相为甲醇-0.1%氨水溶液,梯度洗脱,流速为0.3 mL/min。样品经电喷雾离子源电离为负离子化后,在多反应监测模式下测定蒽贝素（m/z 293.1→96.6）和内标物大黄素（m/z 269.0→225.1）的浓度,并计算药动学参数。研究结果显示：蒽贝素检测血药浓度的线性范围为10—1 200 ng/L,定量下限为10 ng/mL,检出限为3 ng/mL,日内和日间RSD均小于10%,准确度为8.8%—14.0%。大鼠灌胃蒽贝素的平均药-时曲线符合二室模型,分布半衰期为（12.60±1.19）h,消除半衰期为（15.95±0.73）h,AUC_0-t为（3 596.31±271.93）ng·h/L,AUC_0-∞为（3 717.48±269.82）ng·h/L。蒽贝素在大鼠体内的药动学过程符合二室模型。本研究建立的方法简单、快速、准确、选择性强,可用于蒽贝素血药浓度的测定及药动力学研究。     

GC-MS/MS法测定虾仁中氯霉素残留的研究

样品经过有机溶剂溶解、均质、离心、净化、衍生化后,在一定的色谱及质谱条件下分别用电子轰击电离全扫描方式和GC-MS/MS测定其样品中氯霉素残留量,其检测限为0.2 ng/g,加标回收范围为85.37%～102.79%.研究表明,该方法具有较高的灵敏度和较低的检测限,符合对虾仁中氯霉素残留量检测限的要求.     

湘鄂渝黔边陲缬草精油成分的GC/MS测试

使用GC/MS法控测了湘鄂渝黔边陲林区缬草属香料植物--中国缬草（Valeriana pseudofficinalis C.Y.Cheng et H.B.cheng）、宽叶缬草（V.fauriei Briq）、窄裂缬草（V.Steenoptena）精油的化学成分，结果表明：中国缬草、宽叶缬草和窄裂缬草植物精油主要化学成分及主要有效成分含量高，属于缬草属优良种.