基于PY-GC/MS技术板栗壳快速热裂解特性的研究

为探究板栗壳快速热裂解特性,利用热裂解-气相色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS）分别对板栗壳进行单级和双级快速热裂解,并对裂解产物进行定性定量分析。结果表明单级快速热裂解时,温度越高,产物种类数越多、产量越高,而双级快速热裂解时第一级热裂解温度对总产量影响不大,但第一级温度越高种类数越多。热裂解产物主要是含氮类、糖类和酸类化合物,其中D-阿洛糖和醋酸含量最高。在单级快速热裂解温度为500 ℃时D-阿洛糖在总产物中的量最高达到17%,双级快速热裂解第一级热裂解温度为450 ℃、第二级热裂解温度为600 ℃时醋酸在总产物中的量最高可达15.9%。     

热裂解-气相色谱质谱法（Py-GC/MS）分析涂料中的溶剂和树脂

采用热裂解–气相色谱质谱（Py-GC/MS）方法对未知涂料样品进行分析,树脂在高温惰性环境下裂解为低分子物质,再通过气相色谱质谱分析。不需要繁复冗长的分离步骤,利用最后裂解碎片产物反推被测化合物的组成和结构,对低分子量的溶剂、高分子量的树脂进行准确定性,对于常规方法难以定性的混合树脂,热裂解气相–质谱联用仪可以快速定性树脂成分,对于涂料配方的改进、涂料性能的提升有重要意义。     

稻壳直接液化及催化裂解制备液体燃油

利用软化液软化新鲜稻壳和粉碎稻壳,判断软化是否更有利于后续实验。在稻壳直接液化初级生物油的基础上,利用甘油辅助蒸馏技术,将生物油分成轻组分和酚类组分,将轻组分依次进行催化酯化、催化裂解,分别测定了产物的酸值、羟值、粘度,并且探讨了催化剂回收次数。结果表明:稻壳软化后不利于后续实验,可以直接使用;催化酯化反应最佳温度为80℃,反应时间为2h,酸值从3.65mgKOH/g降到1.82mgKOH/g;催化裂解反应用HZSM-5作为催化剂时,产物的综合性能较好,酸值最低(2.24mgKOH/g),羟值最高(131.27),粘度中等(1.8mPa.s)。催化剂使用2次后,性能下降较多,必须再生。     

四种金属氯化物对纤维素快速热解的影响(Ⅰ) Py-GC/MS实验

通过浸渍的方式在纤维素上负载了四种金属氯化物(KCl、CaCl2、FeCl3和ZnCl2),采用Py-GC/MS装置对其进行快速热解并对热解气在线分析,考察各金属氯化物及其负载量对纤维素热解产物的影响。结果表明,负载金属氯化物能够显著降低纤维素的热解温度,其中负载CaCl2和FeCl3会抑制纤维素热解形成挥发性产物,而负载KCl和ZnCl2则不会。纯纤维素快速热解主要得到了以左旋葡聚糖为主的脱水糖以及一定量的呋喃类产物,和以羟基乙醛为主的小分子醛酮类产物。负载金属氯化物后都抑制了左旋葡聚糖的生成,其中KCl和CaCl2主要促进了纤维素解聚后脱水形成呋喃类产物,以及吡喃环开裂形成醛、酮、酸等小分子产物;FeCl3和ZnCl2则主要是促进纤维素解聚后形成脱水糖以及呋喃类产物。     

Py-GC/MS法快速鉴别PBA型聚氨酯和PCL型聚氨酯

通过热裂解气质联用(Py-GC/MS)方法对聚己二酸丁二醇酯(PBA)型聚氨酯和聚己内酯(PCL)型聚氨酯进行鉴定。考察裂解温度对PCL型聚氨酯裂解产物的影响,确定550℃为聚氨酯的最佳热裂解温度。PBA型聚氨酯热裂解谱最强的峰是环戊酮的峰,PCL型聚氨酯热裂解谱最强的峰是ε-己内酯的峰,由此可以快速鉴别PBA型聚氨酯和PCL型聚氨酯。     

杨木快速裂解过程机理研究

将现代化学分析领域中重要的分析手段－裂解气相色谱法应用于对杨木 快速裂解过程机理的研究。通过系统考察裂解温度400－800℃、裂解挥发性产物停留时间0．6－4s。升温速率改变对杨木快速裂解气、液、固产物以及气相组分产率分布的影响,研究杨木快速裂解过程的反应机理,分析获得最大产油率的工艺操作条件。结果表明,杨木裂解过程中主要存在着生成焦油和生成焦炭两个反应的竞争和一个焦油二次裂化的连串反应,裂解温度、挥发性产物停留时间、升温速率决定着哪一种反应占据主要,从而得到安全不同的产物分布。     

基于Py-GC/MS的玉米秸秆快速热解实验研究

以玉米秸秆为原料,利用Py-GC/MS设备在不同热解条件下进行快速热解实验,并对热解气相产物进行在线检测分析,考察了热解时间、热解温度及ZSM-5催化剂对玉米秸秆热解特性及热解产物分布的影响.实验结果表明:热解温度越高,热解反应越充分,且热解温度为550℃时对应的热解产物品质最高,其中芳香族化合物最高达28.3％;随着...     

生物质裂解油催化裂解精制

在HZSM-5催化剂存在的条件下，生物质裂解油在固定床反应器内进行了催化裂解. 实验研究了精制生物油的产率受温度、催化剂粒度、质量空速、溶剂诸因素的影响程度. 在较佳的反应条件下，即质量空速3.7 h-1、温度380℃时，获得了较高的精制生物油产率(44.68%). 产物分析表明，精制油中的含氧化合物如有机酸、酯、醇、酮、醛的含量大大降低，而不含氧的芳香族碳氢化合物和多环芳香碳氢化合物含量有所增加.     

生物质热解焦油的热裂解与催化裂解

生物质气化过程中产生的焦油对气化系统和用气设备都有极大的危害。为了开发适合于商业应用的焦油缩减方法,探索达到最优焦油脱除效果的操作条件,在固定床反应器上,利用石灰石、白云石、高铝砖作为催化剂研究了生物质(稻秆、稻壳、木屑等)热解焦油的催化裂解反应,利用炭化硅作为热载体研究了焦油的热裂解反应,对热解煤气中焦油含量的变化以及热解煤气组成和热值的变化进行了比较,并对裂解温度、气相停留时间等因素对裂解效果的影响进行了探讨。实验发现,600-900℃范围内ηtar随裂解温度升高而升高,900℃时热裂解条件下可达60％,而催化裂解条件下可达90％以上。0．5～1s范围内,ηtar随停留时间增加而升高,幅度约7％～10％。相比于原始煤气,裂解后煤气组成出现了较大变化,热裂解后煤气热值增加,而催化裂解后煤气热值下降,且热裂解与催化裂解处理后煤气组成也有较大差异。     

Py-GC/MS研究防焦剂CTP的热裂解行为

采用裂解气相色谱/质谱联用法对防焦剂CTP的热裂解行为进行研究,并对部分热裂解产物的质谱碎裂机理进行探讨。结果表明：防焦剂CTP热裂解适宜条件为：温度　300 ℃,时间　0.2 min,方式　单纯瞬间裂解,固体样品直接进样;不同产地产品的裂解产物具有一致性,热稳定性好;裂解产物共10余个,主峰为原分子,次强峰为邻苯二甲酰亚胺。解析了NIST谱库中不包含的主要裂解产物可能的质谱裂解途径;可根据其中环己硫醇、邻苯二甲酰亚胺、二环己基二硫化物3个裂解产物共同判断防焦剂CTP的存在。     

生物质快速裂解油的催化裂解精制

在固定床反应器内采用不同催化剂进行了生物质快速裂解油的催化裂解。在温度340～420℃,质量空速2．9～5．6h^-1的条件下考察了催化剂、温度、重量空速诸因素对精制各产物产率的影响。结果表明,在重量空速3．7h^-1,温度380℃时,获得了较高的精制生物油产率,44．68％;用HZSM-5(50)催化剂得到了较高的有机相产率;而用高岭土催化剂时结焦量较低。催化剂再生实验表明,结焦是催化裂解中致使催化剂失活和使用寿命降低的主要原因。产物分析表明,精制油中的含氧化合物如有机酸、酯、醇、酮、醛的含量大大降低,而不含氧的芳香族碳氢化合物和多环芳香碳氢化合物含量增加了。     

PY-GC/MS技术研究烟草中苹果酸和柠檬酸的热裂解产物

研究苹果酸和柠檬酸热裂解产物对卷烟品质的影响。利用热裂解-气相色谱/质谱法模拟苹果酸和柠檬酸在卷烟燃吸过程中产物的变化,研究不同裂解温度(300℃,600℃,900℃)条件下苹果酸和柠檬酸的裂解产物和对卷烟品质的影响,并对机理进行了初步的探讨。在不同温度热裂解时,苹果酸的热裂解产物,主要是乙酸,丙烯酸和2,5-呋喃二酮,柠檬酸热裂解产物主要是丙酮和柠康酸酐。苹果酸和柠檬酸的热裂解产物都产生了大量的酸性物质。相比柠檬酸,苹果酸更利于改善吸味,平衡烟气,增加烟气浓度。根据苹果酸和柠檬酸裂解生成的主要产物,对裂解原理进行了探讨,认为苹果酸可能按照三种途径发生裂解,柠檬酸可能按照两种途径发生裂解。     

生物质焦油裂解催化剂制备及其催化裂解性能

以萘为生物质焦油模型化合物 ,在以白云石为载体制备的 Ni基催化剂上进行了催化裂解实验研究 ,对催化剂的制备技术、活性、积炭失活性能和再生方式进行了实验分析。结果表明 :在 70 0℃的裂解温度、重量空速 0 .8L· h-1的反应条件下 ,萘的单程转化率可达 95 %,以饱和湿空气为再生气流 ,在程序升温的条件下烧碳 ,催化剂再生时间短 (<0 .5 h) ,与同温度的热裂解相比催化裂解更有利于萘的深度裂解 .     

杭白菊浸膏热裂解产物的GC/MS分析

用热失重(TG)技术以及在线热裂解(Py)技术对杭白菊浸膏热裂解产物进行了研究。TG曲线显示主要失重区间在120~620℃,质量损失高达87%,选取了失重比较大的几个温度点(300、400、550、620℃)和800℃作为裂解温度,以气相色谱-质谱法(GC/MS)分析其在不同温度下的裂解产物,并对添加不同量杭白菊浸膏的中试卷烟进行了评吸。结果表明:300、400、550、620、800℃裂解温度下检测到的挥发性热裂解产物分别为20种、29种、28种、26种,21种;550℃下杭白菊裂解产物主要是醛类、酮类、酯类和呋喃类物质;550℃时开始出现有害物质,且有害物质的量随着温度的升高而提高;杭白菊浸膏能够显著改善卷烟抽吸品质,赋予卷烟一种特殊的自然风味。     

基于Py-GC/MS的污泥含碳、氧官能团热解演化过程研究

基于裂解-气相色谱/质谱联用技术（Py-GC/MS）,分析了污泥中主要含碳和含氧官能团在不同温度条件下的热解演变规律和热化学转化路径。结果表明,污泥中主要含碳和含氧官能团为碳碳双键（C=C）、羧基（COOH）、羟基（-OH）、醛基（-CHO）和苯环（π-π^*）。温度对官能团裂解演变的影响较大,低温热解阶段（＜350℃）,温度升高导致产物中-COOH含量降幅最大,约降低33%;中温热解阶段（350～550℃）,产物中C=C、-OH、-CHO和π-π^*生成量显著增加,而-COOH呈下降趋势,但其所占质量比仍最高;在高温热解阶段（>550℃）,由于脂肪烃分子化学活性增强,主要发生以脱水、脱羧、脱羰和羟醛缩合等为主的芳香化缩聚反应,同时由于污泥中的蛋白质、纤维素等大分子热解使得π-π^*成为产物中主要官能团。根据各个官能团热解演变规律,提出了污泥含碳、含氧官能团热解演变反应路径。     

Py-GC/MS对橡胶制品起泡问题的分析

采用裂解-气相色谱/质谱（Py-GC/MS）联用技术,分别测试橡胶制品起泡部位和正常部位胶料的高温裂解和低温裂解谱图,通过对生胶和配合剂的定性分析研究橡胶制品起泡的原因。结果表明：该橡胶制品的起泡与生胶无关,而起泡部位胶料含有大量苯并噻唑或次磺酰胺类促进剂的残留物或分解物,推断促进剂分散不均和聚集是引起胶料起泡的原因。     

生物质焦对甲苯的催化裂解实验研究

为降低生物质气化气中焦油含量,在小型固定床反应器上,进行了生物质焦对焦油模型化合物甲苯的催化裂解反应的实验研究,考察了热解焦粒径、裂解温度、气相停留时间和反应气氛对甲苯裂解率的影响.结果表明,高温条件下,热解焦对甲苯的裂解具有明显的催化作用.950℃时,所用的两种热解焦对甲苯的转化率分别达到了98%以上,同时发现,较长的气相停留时间更有利于甲苯的裂解.水蒸气或CO2能与甲苯和碳发生反应,提高甲苯的转化率,延长焦的催化活性;另外,动力学计算得出,生物质焦对甲苯催化裂解的活化能约为73 kJ/mol.     

PY/GC-MS法研究烟碱热裂解产物

用在线热裂解技术(PY)将烟碱于300、600、650、700、750、800和900℃裂解,用气质联用(GC-MS)对其裂解产物进行了定性和半定量分析,结果表明,烟碱可裂解为麦斯明、可替宁、二烯烟碱、吡啶、喹啉、异喹啉、苯和1,7-菲啰啉等20种物质。在600℃以下烟碱只有少量裂解,在800℃时烟碱完全裂解。在800℃和900℃裂解产物大致一样。根据主要的裂解产物和其相对峰面积百分比的变化,对烟碱的裂解机理进行了初步探讨,归纳为8条裂解途径。为烟碱在卷烟燃烧中的分解过程提供了参考。     

生物质制取燃油催化裂解的工艺研究

通过实验证实,利用生物质甘蔗渣作为原料,在CaO作为催化剂和隔氧条件下发生催化裂解反应生成生物质燃料油的研究是可行的。影响生物质催化裂解生成生物质燃料油的两个最主要的因素：一个是裂解的温度,另外一个是催化剂CaO的用量,通过实验找出了这两个因素的最佳点,即：裂解温度为550℃,CaO与甘蔗渣的质量比约为0.15：1。通过对产品生物质燃料油进行真空蒸馏,分别在25℃、30℃、40℃、45℃下蒸馏出燃料油,再对蒸馏出的燃料油进行粘度和闪点的测定,它们的运动粘度（mm2/s）分别为2.31、2.89、3.45、5.38,它们的闪点分别为69℃、75℃、86℃、106℃。产品生物质燃料油的粘度和闪点位于我们所用的燃料油的安全粘度和闪点的范围内,可以满足作为燃料油的需要。     

基于对生物质焦油催化裂解的催化材料

生物质能作为一种可再生能源,越来越受到广泛关注。生物质能对未来世界能源的可持续发展具有重要意义。生物质能具有多种转化途径,其中生物质气化技术能有效将其转化为高效燃气,而生物质焦油是限制生物质气化技术发展的关键所在,本文针对生物质气化过程中的核心技术焦油去除的方法做了全面总结。重点介绍了催化裂解过程中应用的4种催化剂,并对4种催化剂的组成、催化机理以及催化剂的改性优化方式以及不同裂解条件对催化效果的影响进行了分类讨论。最后展望了生物质气化技术的发展前景,提出了未来催化裂解的研究重点。