發(fā)布時(shí)間：2020-12-16 19:56

　　生物質(zhì)熱解可以得到液體或氣體等清潔燃料,是一項(xiàng)十分有前途的生物質(zhì)能利用方式。纖維素是生物質(zhì)中最主要的成分,對(duì)其熱裂解機(jī)理的研究一定程度上可以體現(xiàn)出生物質(zhì)整體的熱解規(guī)律。過去,對(duì)纖維素?zé)峤鈾C(jī)理的研究主要是基于實(shí)驗(yàn),而關(guān)于纖維素?zé)峤膺^程中涉及的化學(xué)反應(yīng)、小分子化合物的形成機(jī)理以及中間產(chǎn)物演化過程的理論研究報(bào)道相對(duì)較少。左旋葡聚糖（六元雜環(huán)化合物）和呋喃類化合物（五元雜環(huán)化合物）在纖維素?zé)峤庵姓急群艽?是纖維素二次熱解的重要組成部分,并且隨著熱解溫度的提高,這兩類物質(zhì)會(huì)繼續(xù)發(fā)生熱解。因此,本文選擇左旋葡聚糖和呋喃類化合物作為纖維素的模型化合物,使用Materials Studio軟件的DMol³模塊來建立分子模型,研究其熱解過程中含氧官能團(tuán)的演變規(guī)律。并且,結(jié)合對(duì)左旋葡聚糖的熱解實(shí)驗(yàn),分析其生成CO與CO₂的規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,在微型流化床上對(duì)左旋葡聚糖在不同溫度（700,750,800,850℃）下熱裂解實(shí)驗(yàn),分析CO與CO₂氣體的生成特性。對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行等溫動(dòng)力學(xué)計(jì)算,從21種典型的氣固反應(yīng)機(jī)理函數(shù)中選出三種擬合度最... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

吡喃式葡萄糖熱解形成C1-C6產(chǎn)物的機(jī)理[16]

CO2，這被學(xué)者們廣泛認(rèn)可[25,43,73]。 Liu等[74]研究了苯甲酸的脫羧反應(yīng)機(jī)理，提出了脫的三個(gè)可能的路徑：直接脫羧、逐步脫羧（羧基上的H先轉(zhuǎn)移到β碳上，然后α碳上的OO脫去，β碳上的H再轉(zhuǎn)移到α碳上）和逐步自由基反應(yīng)（羧基上的H脫除形成H自由，然后脫去CO2形成苯自由基，最后與H自由基結(jié)合）。根據(jù)Liu的計(jì)算結(jié)果來看，直羧反應(yīng)能壘（246 kJ/mol）和逐步脫羧（245 kJ/mol）要比逐步自由基反應(yīng)（470/mol）低很多，因?yàn)橹苯用擊扰c逐步脫羧能壘差不多，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的反應(yīng)路徑，所文計(jì)算采用直接脫羧來計(jì)算脫羧反應(yīng)。對(duì)于左旋葡聚糖而言，其結(jié)構(gòu)中并沒有羧基，此從羧基的來源出發(fā)，設(shè)計(jì)CO2的生成方式為：C6-O1和C11-O2發(fā)生斷裂，并于C10成一個(gè)羧基，然后羧基發(fā)生脫羧反應(yīng)生成CO2。綜上，本課題的反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)可分為如下三個(gè)方案：方案一：左旋葡聚糖先開環(huán)后解裂，包括兩小類（1）C6-O1和 C11-O2同時(shí)發(fā)生形成羧基，即 pa th1；（2）C10-O1 和 C11-O2同時(shí)發(fā)生斷裂，即 path2～9。見圖 3-方案二：左旋葡聚糖先脫水生成一個(gè)雙鍵，然后發(fā)生烯醇-酮互變異構(gòu)，path1。見圖 3-7

第 3 章　左旋葡聚糖熱解反應(yīng)機(jī)理案三：方案二后的脫水產(chǎn)物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，生成羧基或醛基，然后發(fā)生脫，見圖 3-8，包括兩小類（1）斷鍵開環(huán)形成羧基，path14～18；（2）斷鍵，path19～23。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2920693