纤维素典型热解产物生成机理研究进展

2019-09-28高子翔张胜南易维明

生物质化学工程 2019年5期

高子翔, 张胜南, 易维明*

(1.山东理工大学农业工程与食品科学学院, 山东淄博 255049;2.山东省清洁能源工程技术研究中心, 山东淄博 255049)

生物质作为唯一含碳的可再生能源，具有分布广、储量大、N和S含量低等特点，在缓解能源供应压力和环境恶化、改善乡村生活和经济状况方面起到重要的作用，因而受到广泛关注[1]。热解是生物质燃烧和气化过程中的必经阶段，同时也是一项具有广泛应用前景的热化学转化技术。热解可以将木质生物质转化为生物炭、不可冷凝气及生物油，其中生物油可用作燃料使用或者提取高附加值化学品，如左旋葡聚糖(LG)、左旋葡聚糖酮(LGO)和糠醛(FF)等[2-3]。木质生物质主要由纤维素、半纤维素、木质素及少量的抽提物和无机矿物质组成[4]。对生物质三大组分单独热解情况的研究有助于理解生物质整体的热解规律，且对热解工艺的指导(催化热解)具有重要的意义。纤维素由于组成单一且结构简单，对其热解的研究最多、历史最长，也最为成熟。本研究主要对纤维素热解过程及其主要热解产物的生成机理进行了综述，由于纤维素相对分子质量巨大，为节省计算成本和更好地揭示其热解机理，有关纤维素热解机理的研究(利用密度泛函理论(DFT)和同位素示踪法)常采用葡萄糖、纤维二糖等作为纤维素的模型化合物。