热解不同生物质制备碳材料研究

采用高温水平管式炉在不同温度下分别热解木质素和壳聚糖制取半焦,利用扫描电镜(SEM),热重分析仪(TG)和红外光谱仪,对半焦的形貌、官能团及热解特性进行研究。实验结果表明:木质素和壳聚糖热解都分为三个阶段。其中木质素的半焦得率比壳聚糖大很多。木质素在300℃下热解,其红外图谱主要是羟基的峰减弱,此阶段主要是自由水的析出,在电镜下观察成球状,表面存在一些小颗粒,并且存在大孔结构。当热解温度为500℃时,木质素的特征峰几乎全部消失,只保留芳香族的C=C。当热解温度为700℃时,芳香族的C=C振动增强,可能是自由基进一步重组,形成更多的芳香性物质,而且可能发生挥发分的二次裂解,在电镜下观察表面仍有小颗粒,且存在大孔结构,但大孔结构有减少。壳聚糖在300℃只存在O-H键或N-H键的吸收峰,其他键的吸收峰几乎消失,在电镜下观察,成片状,表面相对木质素比较光滑,并且存在孔结构,但孔径比木质素碳材料小,在500℃和700℃几乎全部官能团的吸收峰都消失。700℃的壳聚糖半焦面仍然光滑,但大孔结构消失。壳聚糖的热解温度相对较低,若想保留其官能团则热解温度不可超过300℃。