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化学工业与工程2025年第02期:苹果树枝的热解行为及其产物特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:尹宁;宋永辉;吴雷;董萍;王超凡;张辛未;

单位:西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西省黄金与资源重点实验室;西安建筑科技大学化学与化工学院;

摘要:热解技术是高效利用生物质资源的重要手段之一,对热解行为及其产物析出规律的研究具有重大意义。基于热重-红外光谱联用(TG-FTIR)、热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)技术研究了苹果树枝(AB)的热解行为及其产物特性。结果表明,AB热解的挥发分主要在178.6~459.9℃内释放,其失质量率可达53.12%。AB热解产生的气相产物阶段与TG-DTG曲线相对应,以CO、CO_2和含■物质为主,脂肪烃和芳香烃类物质的析出强度极低;挥发性产物中C_(≤10)的物质占比86.57%,主要为醛酮类、烷烃类、酸类以及芳香类,分别为27.66%、22.79%、14.75%和12.50%。其中,醛酮类以4,4-二甲基-2-氧杂环丁烷酮和丙酮为主;烷烃类主要是环丙烷以及长链烷烃;酸类组分主要为乙酸;芳香类组分由苯、甲苯和2-甲基茚等组成。AB热解过程主要是含氧官能团的分解过程,其振动强度会随着热解终温的升高逐渐减弱。通过Raman分析表明,ABC中芳香结构侧链比例降低,苯环数大于6的芳香环浓度有所增加,石墨化程度增加。

关键词:苹果树枝;热解行为;产物特性;TG-FTIR;Py-GC/MS

基金资助:国家自然科学基金(51774227); 陕西省创新能力支撑计划(2020TD-028)