董向元 郭淑青 朱彩霞 韩洋洋 王折折

(中原工学院能源与环境学院， 郑州 450007)

木聚糖对生物质组分水热碳化特性的影响研究

董向元 郭淑青 朱彩霞 韩洋洋 王折折

(中原工学院能源与环境学院， 郑州 450007)

木聚糖； 纤维素； 木质素； 水热碳化

引言

生物质水热碳化技术是实现生物质高效清洁转化的有效方法之一[1-2]，因其反应前物料无需特殊干燥处理，只以一定温度下的饱和液态水作为反应介质和催化剂，在一定程度上降低了生物质的转化成本，产物用途广泛，可以作为能源材料、化工原料或污染物吸附材料等[3-8]，受到了国内外的普遍关注。

生物质主要组分为半纤维素、纤维素和木质素，三者在不同生物质中含量有所不同，结构存在很大差异。纤维素是由葡萄糖组成的多聚糖，木质素是复杂的芳香性高聚物，半纤维素主要是由木糖、阿拉伯糖等不同类型单糖构成的异质多聚体。研究者们[9-12]认为，在水热碳化过程中，3种组分相互作用，互相影响，生物质发生了水解、脱氢、脱氧、缩聚和芳香化等化学反应，首先，生物质中无定形且有支链结构的半纤维素发生水解[13]，随后在水中H+和半纤维素水解形成的小分子有机酸的共同作用下，纤维素特征官能团断裂并发生水解[14]，同时部分纤维素、木质素及中间态水溶物在水热环境下发生缩聚和碳化反应[15]，最终形成固体产物水热焦和部分液体可溶有机物及少量气体。可见，半纤维素在生物质水热碳化过程中起着关键作用。……