玉米秸秆纤维素在亚/超临界乙醇中的液化行为研究

【摘要】：【目的】研究亚/超临界乙醇自由基对玉米秸秆纤维素液化的作用机理。【方法】利用间歇高压反应釜,在反应温度200~320℃、反应时间30min条件下,对比研究亚/超临界乙醇液化和热裂解下反应温度对玉米秸秆纤维素产物收率的影响,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)和傅里叶红外光谱法(FT-IR)分别对产物中重油和轻油的组成、原料和固体残渣特性等进行分析。【结果】1)与热裂解相比,当反应温度为320℃时,玉米秸秆纤维素在亚/超临界乙醇作用下,重油产物收率由5.0%上升至13.8%,固体残渣收率由29.7%下降至17.8%,乙醇自由基促进了玉米秸秆纤维素液化,同时抑制了残渣的生成。2)玉米秸秆纤维素在亚/超临界乙醇液化中的重油产物主要由酮类(相对含量为54.2%)、酯类(相对含量为26.5%)以及少量的醇类和酚类等物质组成,未检测出呋喃类物质。3)亚/超临界乙醇液化玉米秸秆纤维素的轻油产物中,酸类物质主要为C8化合物,而在亚/超临界乙醇液化条件下生成的轻油产物中,酸类以C2~C4化合物为主。【结论】1)乙醇自由基促进了玉米秸秆纤维素液化中间产物葡聚糖内的C-C、C-O和-OH等键进一步断裂,从而抑制了呋喃类物质的形成。2)亚/超临界乙醇液化玉米秸秆纤维素生成了多种自由基,自由基之间(中间产物自由基之间、中间产物自由基与乙醇自由基之间等)发生缩合反应,从而生成了碳原子数相对较多的酸类物质,同时自由基之间相互作用也抑制了产物的二次反应。 【作者单位】： 华南农业大学食品学院;
【关键词】： 亚/超临界乙醇 液化 热裂解 玉米秸秆纤维素 反应机理
【基金】：国家自然科学基金项目(21176097) 广东省科技计划项目(2009B050700037)
【分类号】：TK6
【正文快照】： 随着不可再生资源的消耗,化石能源逐步枯竭,寻找一种可替代化石能源的资源已迫在眉睫。我国秸秆生物质丰富,价格低廉,来源广泛,利用秸秆生物质热化学转化生产生物燃料和化学品成为人们研究的热点。生物质气化技术主要用于气体燃料的生产;生物质热解和液化技术广泛应用于液体燃

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