裂解气相色谱-质谱法研究壬酸香草酰胺的热裂解

采用在线热裂解/气相色谱-质谱联用技术(Py/GC-MS)对壬酸香草酰胺(PAVA)的热裂解行为进行了研究,在氦气氛围中考察了不同裂解温度和裂解时间对PAVA裂解的影响,通过GC-MS对裂解产物进行定性和半定量分析。结果表明,随着裂解温度的升高,PAVA裂解率快速提高,裂解产物也进一步增多,当裂解温度达到700℃以上时,可裂解出壬酰胺、2-甲氧基-4-甲基苯酚、1-己烯、壬基腈、壬醛等14种产物。同一温度下随着裂解时间的延长,PAVA的裂解率逐步升高,裂解产物发生了进一步的裂解。根据热裂解产物及主要裂解产物的含量变化,初步推断了PAVA的裂解规律。     

超临界条件下正庚烷的裂解与结焦

以正庚烷为碳氢燃料模型化合物, 考察其在超临界条件下的裂解和结焦情况, 着重探讨了裂解温度和雷诺数(Re)对裂解反应的影响. 在4.0 MPa和500～650 ℃范围内, 随着反应温度升高, 正庚烷的裂解转化率大幅度提高, 裂解反应及其产物的二次反应使结焦前驱物增加, 最终导致结焦严重; 在超临界条件下, 提高流体的湍动程度, 有利于抑制结焦. 采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)等技术分析固体焦的形貌特性, 结果表明正庚烷裂解结焦主要以金属催化作用产生的丝状焦为主, 丝状焦的生长是不锈钢发生渗碳现象的重要原因.     

乙苯与二甲苯在超临界压力下的热裂解研究

采用连续流动装置, 在压力为4 MPa, 温度分别在700, 750和780 ℃条件下, 开展了乙苯和二甲苯在超临界压力条件下热裂解反应的实验研究. 对乙苯和二甲苯裂解的气相产物, 采用在线气相色谱进行分析; 而裂解的液相产物则通过色质联用仪进行定量分析. 研究发现乙苯和二甲苯裂解的气相产物组成基本相同, 而液相产物组成相差较大, 但都是芳香烃类化合物. 乙苯和二甲苯的转化率都随温度升高而增加; 在相同温度下, 乙苯比二甲苯转化率高. 此外, 裂解过程并未发现明显的结焦现象, 说明纯芳香烃物质的热裂解并不会导致严重积炭. 同时, 本文还采用密度泛函方法在BHandHLYP/6-31+G(d, p)水平上, 对乙苯和甲苯分别进行结构优化并计算相关的键能. 计算结果表明: 乙苯侧链乙基中的C—C键的键能最小, 从而说明乙苯侧链烷基更容易发生断键反应, 理论结果很好地解释了乙苯比二甲苯裂解转化率高的实验现象. 本文的工作对燃料裂解结焦机理的重新认识有重要的意义.     

废弃印刷电路板材料裂解产物的高分辨裂解气相色谱-质谱分析

采用高分辨裂解气相色谱-质谱法(PyGC-MS)分析了FR-4型印刷电路板粉末样品的裂解产物。在氦气氛围中,分别在350,450,550,650和750 ℃下对印刷电路板粉末样品进行热裂解,并通过毛细管气相色谱-质谱对裂解产物进行分析,研究了不同裂解温度下裂解产物分布以及主要裂解产物的产率与裂解温度的关系,根据热分解产物的组成,探讨了热分解反应机理。     

奥克托金(HMX)的T-Jump/FTIR快速热裂解研究

采用T-Jump/FTIR快速热裂解原位红外光谱联用技术研究了奥克托金(HMX)在0.1,0.2,0.3和0.4MPa的Ar气条件下,以1000℃·s-1的升温速率快速升温至设定的反应温度,用快速扫描傅立叶变换红外光谱跟踪分析分解产物的种类和相对摩尔浓度的变化,研究了温度及压力对初始检测产物的影响.结果表明,HMX在快速热裂解5s过程中红外所检测到的主要气相产物为CO,CO2,NO,NO2,N2O,HCONH2,CH2O,H2O,HNCO及HCN,并给出了这些产物相对摩尔浓度随时间变化的曲线.根据气体产物相对摩尔浓度的比率N2O/HCN,研究了压力和反应温度对HMX的快速热裂解过程及机理的影响,认为在低温HMX分解的C—N键断裂在两竞争反应中占优,通过压力的变化证明了气相产物之间存在二次反应.     

压力对USY催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响

研究了压力对USY催化剂催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响。采用热重、红外、13C固体核磁、元素分析、色质联用、程序升温氧化法等手段对催化剂上的焦炭和液相产物中的焦炭前驱体进行了考察。结果表明，沉积在催化剂上的焦炭主要为缩合度较高的多环芳烃，随着压力的升高，总的结焦量减少，液相产物中多环芳烃的环数和质量分数呈增加趋势，证明了超临界流体对焦炭前驱体有萃取效果。并探讨了超临界条件下甲苯催化裂解结焦的机理。     

在线裂解气相色谱-质谱法研究单琥珀酸薄荷酯的裂解行为

采用在线裂解气相色谱-质谱联用技术对单琥珀酸薄荷酯的裂解行为进行了研究。在氦气氛围中,分别在300、400、500、600、700、800和900℃下对单琥珀酸薄荷酯进行热裂解,并通过毛细管气相色谱-质谱对裂解产物进行了定性和半定量分析。共鉴定出薄荷醇、p-薄荷-3-烯和琥珀酸等75种裂解产物。结果表明,单琥珀酸薄荷酯在700℃以下裂解出薄荷醇、p-薄荷-3-烯和3-甲基-6-异丙基环己烯等具有致香和清凉作用的物质;而700℃以上没有释放出致香物质。随着裂解温度的升高,裂解产物越来越复杂,有害物质如苯、甲苯、蒽和荧蒽等的含量也逐渐增加。此方法可直接进样,重现性好(相对标准偏差≤2.01%)。根据裂解产物的种类及相对含量变化规律,探讨了裂解成分的形成机理。     

氰酸酯树脂热分解的高分辨裂解气相色谱-质谱分析

采用高分辨裂解气相色谱-质谱(HRPycC—Ms)研究了在不同裂解温度下氰酸酯树脂裂解产物分布以及主要裂解物的产率与裂解温度的关系,根据热分解产物的组成及其温度依赖性,讨论了氰酸酯树脂的热分解机理。     

不同裂解条件对天冬酰胺主要裂解产物的影响

采用在线裂解气相色谱-质谱联用技术(Py/GC-MS)对不同条件下天冬酰胺的主要裂解产物进行分析,并通过裂解同位素标记样品,计算主要含氮裂解产物中的同位素比例,推测其形成途径,研究裂解条件对主要裂解产物形成的影响。结果表明:温度对天冬酰胺裂解影响较大,主要裂解产物在低温和高温下生成量变化较大。300℃时,马来酰亚胺和琥珀酰亚胺为主要的裂解产物,300～600℃时生成量显著增加,600～900℃时马来酰亚胺生成量缓慢增加而琥珀酰亚胺逐渐降低;随着温度升高,酸类和酰胺类物质生成量持续增加;腈类和吡咯类物质在高温下生成量明显增加。此外,温度对含氮裂解产物的形成途径也有较大影响。马来酰亚胺、乙酰胺在低温下N主要来源于标记的酰胺N,而在高温下主要来源于未标记的氨基N。氢氰酸、乙腈和丙烯腈中的N原子均主要由未标记的氨基转变而来,且随着温度升高,这种生成途径所占比例越高。而裂解气氛和裂解时间对天冬酰胺主要裂解产物的生成量及途径影响较小。     

正癸烷与二甲苯在超临界压力下的热裂解

采用连续流动装置对正癸烷和二甲苯在超临界压力下的热裂解对比研究. 用气相色谱和色质联用仪对其气相产物和液相产物进行分析, 计算气相产物产率和裂解转化率, 并运用计算化学方法获得正癸烷和二甲苯不同化学键的键能, 从实验和理论上分析其裂解反应的难易程度和裂解规律. 实验结果表明, 在4 MPa和650、700、750 ℃条件下, 正癸烷比二甲苯更容易裂解, 正癸烷裂解产物以C₁-C₃小分子的烃类和氢气为主, 而二甲苯裂解产物主要为乙苯、甲苯和其它芳香类化合物; 键能计算结果表明, 正癸烷碳链骨架的C－C键能和C－H键能均较小, 裂解反应的诱发步骤应该是C－C键断裂, 而二甲苯苯环上C－C和C－H键能均较大, 裂解诱发步骤应该是侧链甲基脱氢反应. 因此正癸烷裂解反应以C－C键断裂和脱氢反应为主, 二甲苯裂解主要发生侧链甲基C－C键断裂和脱氢反应, 而芳环则比较稳定, 理论计算键能分析与裂解实验结果一致.     

烟草中β-胡萝卜素的热裂解产物的研究

为了研究烟草中β-胡萝卜素的高温裂解产物对卷烟抽吸品质的影响,利用热裂解气相色谱/质谱联用仪在不同裂解氛围(空气、氮气中含10%O2及N2)和不同温度(300,600和900 ℃)下对β-胡萝卜素进行裂解,裂解产物用固相微萃取装置进行吸附,然后将吸附到的裂解产物用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)进行分析。结果表明,β-胡萝卜素在不同裂解条件下主要的裂解产物是甲苯、对二甲苯、1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘和2,7-二甲基萘等化合物,另外还生成异佛尔酮、β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯等香味化合物,这些物质随裂解温度和裂解氛围的不同其含量有所差异。     

裂解色谱法研究渣油中硫化物的结构及组成特征

采用裂解气相色谱(PY-GC)方法研究重油中的大分子硫化物。实验考察了裂解时间和裂解温度对裂解反应的影响,在此基础上确定了裂解色谱条件,并分析了渣油裂解产物的组成。通过对大港、俄罗斯、前郭、孤岛及俄罗斯-大庆混合减压渣油等5种渣油的裂解实验,发现不同来源的渣油裂解产物中硫化物的组成和含量存在较大差异。实验中所得到的裂解产物中硫化物的组成为渣油中硫化物的组成提供了重要信息。     

泥炭在超临界水中热解的研究

以氧化钙做为催化剂和CO2化学固定剂,详细考察了Ca/C摩尔比、反应温度﹑停留时间、压力等条件对泥炭在超临界水中转化的影响。在723K,Ca/C摩尔比为0.46时,CO2被完全固定,在气相产物中只有氢气、甲烷和低碳烃,碳转化率由未添加CaO时的68.73％提高到85.36％。CaO能够促进泥炭的裂解,并对烃类的重整反应和水煤气变换反应起到催化作用。液相产物的收率在723K达到极大值,在36.5MPa,液相产物的收率是热解条件下的3倍,随着停留时间的延长,液相产物中的极性组分发生分解。     

裂解气相色谱-质谱联用法对香叶醇的热裂解产物分析

采用裂解气相色谱-质谱法(Py-GC-MS)研究了香叶醇热裂解性质。以氦气为载气,将香叶醇样品分别在不同温度(300,400,500,600,650,700,800℃)下进行热裂解,将热解产物直接引入气相色谱-质谱仪进行定性和半定量分析。结果表明:在700℃时香叶醇完全裂解,裂解产物可达87种。根据主要的裂解产物和其相对含量的变化对香叶醇裂解机理进行初步探讨,为香叶醇在卷烟中的作用评价提供重要的理论依据。     

毛竹酶解/温和酸水解木质素的快速热解研究

采用热裂解-气相色谱/质谱仪联用技术,研究毛竹酶解/温和酸水解木质素(简称EMAL)的热解特性和热解产物的分布与形成规律.以温度为重要因素,研究其对木质素快速热裂解产物的影响,并通过主要的热解产物推断热解反应途径.研究结果表明,EMAL的热解产物主要是2,3-二氢苯并呋喃、酚类、脂类和少量乙酸.热解温度对热解产物组分的相对含量有显著影响,250~400 ℃时,产物主要是2,3-二氢苯并呋喃,320 ℃时其相对含量最高,达到66.26%;400~800 ℃时,热解产物主要是酚类,600 ℃时其相对含量最高,达到62.58%;800 ℃时出现了少量的乙酸.     

麻浆卷烟纸热裂解产物的气相色谱/质谱分析

采用热失重(TG)和裂解气相色谱/质谱法(PyGC/MS)研究了麻浆卷烟纸的热裂解行为.在He气气氛围中,将麻浆卷烟纸分别在400、500、600、700、800和900℃下进行热裂解,并以GC/MS对其裂解产物进行定性和半定量分析.结果表明,不同的裂解温度直接影响生成产物的类型和相对含量.麻浆卷烟纸可裂解出1-甲基-1,3-环戊二烯、2-甲基呋喃、2,3-二氢香豆酮、苯和甲苯等156种产物.低温下,裂解产物主要为烯类、呋喃类和酮类化合物;随着裂解温度的增加,烯、酮类的含量下降,苯及其衍生物和稠环芳烃的含量逐渐增加.可通过降低卷烟燃烧温度来降低卷烟纸裂解产生的有害成分含量.如果单纯考虑麻浆卷烟纸的影响,卷烟的最佳燃烧温度应控制在500℃左右.     

气相色谱-质谱法研究敌百虫在气相色谱分析过程中产生的分解产物

利用气相色谱-质谱联用技术对敌百虫在气相色谱分析过程中产生的分解产物进行定性研究。通过质谱解析鉴定出敌百虫的分解产物有三氯乙醛、磷酸二甲酯和敌敌畏。研究了气相色谱条件如进样口温度、柱温升温速率、进样方式对敌百虫分解产物的影响。实验结果表明:这3种因素对敌百虫的稳定性均有不同程度的影响,其中进样口温度是导致敌百虫分解的主要因素,进样口温度越高,敌百虫的分解量就越大。     

应用裂解气相色谱对生物质快速裂解反应条件的研究

采用现代化学分析领域中重要的分析方法 -裂解气相色谱法 ,对生物质的快速裂解进行了探索性研究。以杨木木屑为研究对象 ,在裂解温度 40 0～ 80 0℃ ,升温速率 1 0 0℃ s、2 50℃ s、50 0℃ s,挥发性产物停留时间 0 6～4 0s的裂解条件下 ,考察了杨木木屑快速裂解气、液、固三种产物及气相组分的分布规律。实验结果表明 ,气、液、固三种产物所占比例及其组分含量取决于裂解条件 -裂解温度、挥发份停留时间和升温速率 ,杨木在升温速率50 0℃ s、挥发性产物停留时间 0 6s、裂解温度 50 0℃下快速裂解 ,可获得最大的产液率 80 % (含水 )。物料平衡的结果证明了裂解色谱研究方法的有效性和可行性。     

环己烯在超临界CO2介质中的催化氧化

首次用（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４－Ｐｔ／ＳｉＯ２催化剂,在超临界ＣＯ２介质中催化气氧化环己烯。系统地研究了反应温芳和压力对环己烯转化率的影响及反应温度和压力对产物分布和选择性的影响,测定了催化剂的活性组份的流失情况。     

烤烟烟叶和烟梗的热裂解产物的研究

为了加深理解梗丝在卷烟叶组配方中的作用,对比研究了烤烟叶片和烟梗的化学组成以及它们在不同温度下的热裂解产物。一个改进后的热裂解装置被用来模拟卷烟的燃烧行为。采用热裂解仪研究了烤烟叶片和烟梗在大气环境中于300 ℃、600 ℃和900 ℃下的热裂解行为,并采用气相色谱-质谱联用仪对它们的热裂解产物进行分析。结果表明,烤烟烟叶和烟梗的热裂解产物种类随着热裂解温度的增加而增多;在相同热裂解温度条件下,烟叶的热裂解产物种类明显多于烟梗的热裂解产物。