基于原位合成的Ni/Mg@MCM-41上的CO2甲烷化研究

通过原位引入Mg一步法合成了Mg@MCM-41复合介孔材料,并将其作为载体制备了高性能Ni基CO_2甲烷化催化剂。通过BET、XRD、TEM、CO_2-TPD、TG等手段对催化剂进行了表征分析,着重比较了Mg/Si物质的量比对于催化剂特性的影响。结果表明,当Mg/Si物质的量比为0.05时能够在不破坏孔道结构的前提下显著增加催化剂上的碱性位,有效地提高了催化剂对CO_2的吸附和活化,从而促进CO_2甲烷化反应过程中反应物的转化。实验所制得的催化剂均具有较好的热稳定性和催化反应活性,其中,Ni/0.05Mg@MCM-41在CO_2甲烷化反应表现出最优的催化性能,在320℃,1 MPa的条件下,CO_2转化率和CH_4选择性分别高达84.3%和97.8%。     

不同蒸馏压力下的生物油分子蒸馏分离特性研究

采用分子蒸馏分离技术对热敏性生物油在不同蒸馏压力下的分离特性进行了研究。经过分子蒸馏分离后,生物油被分离为蒸出馏分油与残留馏分油,蒸出馏分油的得率随着压力的下降而显著增大,在700 Pa时达到了56.50%(质量分数)。在馏分油的物理性质方面,蒸出馏分油富集了生物油内的大部分水分,残留馏分油内水分得到了较好的脱除,其中,700 Pa下残留馏分油的水分含量降至4.20%(质量分数)。结合生物油及馏分油的GC-MS分析结果,对乙酸、苯酚、糠醛以及左旋葡聚糖等生物油内典型化合物在不同蒸馏压力下的分布特性进行了研究,获得了相应化合物在分子蒸馏过程中的富集规律。结合分离因子评估模型对生物油内14种代表化合物的富集特性进行了量化评价。     

生物质液相解聚残渣热解行为对比研究

解聚残渣是生物质在酸催化转化制取平台化合物过程中形成的固体副产物.本次研究发现三种衍生自玉米杆(H-CS)、柳桉(H-ES)、樟子松(H-PS)的解聚残渣都是富含苯环和呋喃环的复杂聚合物,其碳含量超过68％.基于DG-DAEM的热裂解宏观动力学特性模拟表明H-CS降解平行反应具有更低的活化能(144.7 k J/mol),而缩合平行反应是H-CS的主导反应.此外,还使用PY-GC/MS和TG-TOF-MS对热解产物的逸出行为进行了分析,得到解聚残渣中典型化学结构与热解行为之间的关联.     

基于热重红外联用分析的生物质热裂解机理研究

利用热重红外联用技术在线分析研究了白松在不同升温速率下的热裂解行为,结果表明木材的热裂解可归结于纤维素、半纤维素和木质素三种主要组分的热裂解。白松的热裂解产物主要有酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、水分和小分子气体等。在线红外分析结果表明白松热裂解过程中先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的苷键和碳碳键断开形成各种烃类、醇类、醛类和酸类等物质,随后,这些大分子物质又二次降解为一氧化碳为主的气体产物。     

生物质快速热裂解制取生物油试验研究

本文在快速热解试验装置中对片状的白松样品进行制取生物油的试验研究.考察了运行参数对热解产物分布的影响,重点研究了各个参数对热解气体和生物油组分的影响规律.结果表明,气体产物中主要以CO、CO2、H2和CH4为主,CO、H2和CH4的浓度随着温度升高而上升.生物油主要含有有机酸类、苯酚类和糖类等化合物.在同一载气流量下,随着辐射源温度的增加,大分子产物的产量逐渐减少,小分子产物的产量有所增加.在同一辐射源温度下,随着载气流量的减小,小分子产物的产量呈增加趋势.     

流化床生物质快速热解制取生物油试验研究

本文在小型流化床试验装置中对颗粒状的樟子松进行制取生物油的试验研究.考察了反应温度对热解生物油物理性质和产率的影响,并重点研究了各个参数对热解生物油组分的影响规律.结果表明,在550℃下生物油产率最高,为50.4%(w/w).随着热裂解温度升高,生物油的密度略有增加,生物油的粘度随着含水率的增加而减小.反应温度对生物油的主要化学成分和含量影响不明显,生物油主要含有有机酸类、酚类和糖类等化合物.     

纤维素热裂解过程中活性纤维素的生成和演变机理

在辐射加热闪速热裂解实验台上获取了一种可溶性的黄色固体中间产物, 在两个不同辐射热流下其产量随着反应的进行均呈现升高-稳定-再升高的变化趋势. 高效液相色谱分析发现, 其主要成分包括低聚糖、葡萄糖、左旋葡聚糖、丙酮醛等. 将其中的纤维二糖、纤维三糖等低聚糖, 以及葡萄糖等单糖的混合物归为活性纤维素. 在高热流下, 活性纤维素的相对产量呈现先升后降的趋势, 在可溶性产物中的含量可高达68%(w, 质量分数), 且聚合度较高的低聚糖占主导地位. 在低热流下活性纤维素产量相对较低, 最高达到约57%(w), 更多地由聚合度较低的糖类组成. 在高温下活性纤维素极不稳定, 易降解生成聚合度更低的糖类, 甚至焦炭、挥发份和气体产物. 最后提出了一个改进的机理模型, 描述了活性纤维素的生成和演变的反应路径.     

生物质焦油的催化裂解研究

对稻壳热解过程中产生的焦油进行了催化裂解研究。实验装置主体由裂解炉和固定床催化裂解反应器组成。研究得出催化裂解条件（温度、停留时间等）对焦油脱除的影响规律，并分析了生物质焦油催化裂解过程中发生的反应和焦油催化裂解机理。研究表明，白云石对焦油的催化裂解有较好的效果，随着温度和停留时间的增加，其催化裂解率提高。     

生物油轻质馏分加氢试验研究

本文基于分子蒸馏设备对流化床快速热解试验装置所产生物油进行预分离,得到的轻质馏分在固定床加氢微反应装置上进行Ru/γ-Al2O3催化的加氢精制研究,分析了反应温度(60～140℃)、氢气压力(常压～3MPa)和进料速率(1.5～4.5ml/h)对反应产物组分分布的影响规律.研究结果表明,通过加氢精制后,生物油轻质馏分中不饱合化合物在大于120℃的反应条件下得到完全转化;醇类化合物的种类有所增多.     

木质纤维素类生物质超低酸水解试验及产物分析研究

在自行设计的木质纤维素类生物质超低酸水解装置上,结合以木聚糖和定量滤纸为模化物得到的半纤维素和纤维素水解的最佳工况,对白松、速生杨和玉米秸秆这三种在我国分布较为广泛的木质纤维素类生物质原料进行了高压液态水和超低酸水解相结合的两步水解研究,分别得到41．78％、57．84%和53．44％的原料转化率和39．28％、42．83％和23．82％的总还原糖转化率,并以HPLC定性了糖类产物,对产物中的低聚糖和单糖含量傲了对比,最后对速生杨水解残渣做了分析。