目錄
青年多創(chuàng)新，求真且力行（代序）
前言
第1章 生物質纖維組成熱解動力學和揮發(fā)分析出特性 1
1.1 引言 1
1.2 纖維組成的結構特性 1
1.3 纖維組成的熱解失重與吸放熱特性 3
1.4 生物質三組分熱解動力學 5
1.5 升溫速率對纖維組成熱解失重特性的影響 7
1.6 纖維組成熱解過程中揮發(fā)分析出行為 9
1.7 本章小結 14
參考文獻 14
第2章 基于熱重-紅外聯(lián)用的生物質熱解動力學研究 16
2.1 引言 16
2.2 實驗樣品與方法 16
2.2.1 生物質樣品 16
2.2.2 熱解實驗與測試分析方法 18
2.3 典型生物質熱解過程失重特性 19
2.4 基于高斯分峰的生物質熱解動力學研究 21
2.5 生物質熱解過程氣體產(chǎn)物釋放規(guī)律及動力學機理 24
2.6 本章小結 30
參考文獻 31
第3章 纖維素熱解過程機理研究 33
3.1 引言 33
3.2 實驗樣品與方法 34
3.2.1 實驗方法 34
3.2.2 熱解產(chǎn)物表征方法 34
3.2.3 二維攝動紅外相關光譜分析方法 35
3.3 纖維素熱解過程特性 37
3.3.1 熱解產(chǎn)物分布特性 37
3.3.2 熱解生物油組成特性 38
3.4 生物炭結構組成特性 43
3.5 基于2D-PCIS的纖維素熱解生物炭結構演變機制 46
3.5.1 基于2D-PCIS的分子結構演變特性 46
3.5.2 基于相對峰強度的分子結構演變特性 48
3.6 纖維素熱解過程路徑解析 52
3.7 本章小結 54
參考文獻 54
第4章 半纖維素熱解特性及過程機理研究 59
4.1 引言 59
4.2 實驗樣品與方法 59
4.2.1 實驗樣品 59
4.2.2 實驗方法 60
4.3 半纖維素熱解過程特性 60
4.3.1 熱解產(chǎn)物分布特性 60
4.3.2 熱解氣體產(chǎn)物釋放特性 61
4.3.3 熱解生物油組成特性 61
4.4 生物炭結構組成特性 64
4.5 基于2D-PCIS的半纖維素熱解過程機制 66
4.5.1 基于2D-PCIS的分子結構演變特性 66
4.5.2 基于相對峰強度的分子結構演變特性 68
4.6 木聚糖熱解過程路徑解析 70
4.7 本章小結 72
參考文獻 73
第5章 木質素熱解特性及過程機理研究 75
5.1 引言 75
5.2 實驗樣品與方法 75
5.2.1 實驗樣品 75
5.2.2 木質素快速熱解實驗方法 76
5.2.3 熱解生物炭結構特性 77
5.2.4 2D-PCIS分析方法 77
5.3 初始熱解階段揮發(fā)分析出行為 77
5.3.1 熱解氣體釋放特性及動力學分析 77
5.3.2 揮發(fā)分有機官能團析出行為 79
5.3.3 熱解油組分變化特性 81
5.3.4 生物炭物化結構特性 83
5.4 劇烈熱解階段木質素熱解特性 84
5.5 基于2D-PCIS的木質素熱解反應過程機理 88
5.5.1 初始熱解階段生物炭結構演變與揮發(fā)分形成過程 88
5.5.2 劇烈熱解階段生物炭結構演變與揮發(fā)分形成過程 91
5.6 本章小結 95
參考文獻 95
第6章 生物質熱解特性及過程機理研究 98
6.1 引言 98
6.2 實驗樣品與方法 98
6.2.1 實驗樣品 98
6.2.2 實驗方法 98
6.3 竹屑熱解產(chǎn)物析出特性 99
6.3.1 熱解產(chǎn)物分布特性 99
6.3.2 熱解生物油組成特性 100
6.3.3 生物炭結構組成特性 103
6.4 基于2D-PCIS的竹屑熱解生物炭結構演變機制 104
6.4.1 基于2D-PCIS的分子結構演變特性 104
6.4.2 基于相對峰強度的分子結構演變特性 106
6.5 竹屑等溫熱解過程中的揮發(fā)分釋出特性 108
6.6 竹屑等溫熱解生物炭結構演變規(guī)律 110
6.6.1 生物炭表面官能團結構特性 110
6.6.2 基于2D-PCIS的生物炭分子結構演變與關聯(lián) 111
6.6.3 基于相對峰強度的分子結構變化規(guī)律 113
6.7 本章小結 117
參考文獻 118
第7章 典型生物質熱解特性及與組成結構的關聯(lián)機制 120
7.1 引言 120
7.2 實驗樣品與方法 120
7.2.1 實驗樣品 120
7.2.2 熱解過程熱分析方法 121
7.2.3 快速熱解實驗方法 122
7.3 生物質熱解失重特性與生物質種類關聯(lián) 122
7.3.1 典型生物質熱解失重特性研究 122
7.3.2 生物質熱解失重特性與原料物化特性的關聯(lián)機制 125
7.4 生物質熱解生物油特性與原料組成關聯(lián) 129
7.4.1 典型生物質熱解生物油組成特性 129
7.4.2 生物油成分與原料物化特性的關聯(lián)機制 130
7.5 本章小結 133
參考文獻 134
第8章 生物質催化熱解制備高品位液體燃料研究 136
8.1 引言 136
8.2 生物質催化熱解實驗方法和評價指標 136
8.2.1 生物質催化熱解實驗方法 136
8.2.2 生物油脫氧方式評價指標 137
8.3 催化劑種類對生物質催化熱解特性的影響 138
8.3.1 催化劑種類對生物質催化熱解產(chǎn)物分布和氣體組成特性的影響 138
8.3.2 催化劑種類對生物質催化熱解生物油特性的影響 140
8.3.3 催化劑催化脫氧方式探討 141
8.4 氧化鈣作用下生物質催化熱解特性 143
8.4.1 CaO添加量對生物質催化熱解特性的影響 143
8.4.2 催化熱解溫度對生物質CaO催化熱解的影響 145
8.4.3 CaO催化熱解機制探討 147
8.5 金屬氧化物與ZSM-5協(xié)同催化生物質熱解特性 149
8.6 微孔分子篩催化熱解纖維素制備呋喃類含氧化學品 153
8.7 本章小結 159
參考文獻 159
第9章 生物質熱解制備功能型生物炭材料研究 162
9.1 引言 162
9.2 實驗樣品與方法 163
9.2.1 KOH活化熱解實驗方法 163
9.2.2 活化氨化熱解實驗方法 164
9.2.3 生物炭結構表征方法 165
9.3 活化劑對生物炭結構的影響 166
9.4 同步活化氨化對生物炭理化結構的影響 172
9.4.1 對生物炭物理孔隙結構的影響 172
9.4.2 對生物炭表面含氮官能團的影響 176
9.4.3 生物質活化氨化一步熱解過程機理 178
9.5 摻氮多孔生物炭的電化學特性 180
9.6 本章小結 182
參考文獻 182
第10章 生物質富氮熱解聯(lián)產(chǎn)含氮化學品及富氮熱解炭材料研究 184
10.1 引言 184
10.2 實驗樣品與方法 185
10.3 生物質富氮熱解聯(lián)產(chǎn)特性及氣體析出特性 186
10.3.1 生物質富氮熱解特性 186
10.3.2 生物質富氮熱解氣體產(chǎn)物析出特性 187
10.4 生物質富氮熱解生物油特性 188
10.5 富氮熱解炭物化特性 189
10.5.1 富氮熱解炭物理孔隙結構特性 189
10.5.2 富氮熱解炭化學組成結構特性 191
10.5.3 富氮熱解炭材料的電化學性能 192
10.6 本章小結 195
參考文獻 195
第11章 總結與展望 199
11.1 生物質熱解機理的深入闡述 199
11.2 生物質高值化綜合利用展望 200
11.2.1 生物炭的高值化利用 200
11.2.2 生物油的高值化利用 201
11.2.3 生物質熱解氣利用 201
11.2.4 生物質高值負碳綜合利用 202