生物质是唯一可用于大规模制取液体燃料的含碳可再生能源资源，通过生物质热化学转化高效制取生物质基液体燃料将极大缓解我国石油供应短缺的局面，有助于我国能源结构的优化和生态环境的保护。本书以著者多年的科研成果为基础，借鉴国内外同行的大量研究工作，从生物质组分角度出发对生物质热裂解原理进行了系统阐述。首先介绍了生物质的组分分布及其基本结构和特性，继而分别针对三大组分，详细讨论了工况参数对组分热裂解的影响，探讨了基于动力学模型、产物生成途径和分子层面理论模 拟的组分热裂解机理。在此基础上，进一步探讨了组分交叉耦合，生物质内在无机盐、抽提物，以及外加催化剂对热裂解行为的影响规律。最后叙述了不同种类生物质的热裂解行为及热裂解液化特性，并介绍了基于分子蒸馏分离的生物油分级改性的最新研究成果。
样章试读
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前言
第1章 生物质的组分及其特性 1
1.1 生物质组分 1
1.1.1 生物质的成分分析 1
1.1.2 生物质的组分分布 2
1.2 纤维素 4
1.2.1 纤维素的结构 5
1.2.2 纤维素的特性 6
1.2.3 纤维素模化物及纤维素的提取 7
1.3 半纤维素 8
1.3.1 半纤维素的结构 9
1.3.2 半纤维素的特性 10
1.3.3 半纤维素模化物及半纤维素的提取 11
1.4 木质素 13
1.4.1 木质素的基本结构 14
1.4.2 木质素的特性 16
1.4.3 木质素模化物及代表性木质素的提取 18
1.5 抽提物 22
1.6 无机盐 23
1.6.1 无机盐的组成 23
1.6.2 无机盐的洗除 25
1.7 生物质原料中的水分 27
参考文献 27
第2章 纤维素热裂解 31
2.1 纤维素热裂解基本过程 31
2.1.1 纤维素热裂解概述 31
2.1.2 纤维素主要糖类模化物的热裂解 35
2.2 不同因素对纤维素热裂解行为的影响 36
2.2.1 反应温度的影响 37
2.2.2 停留时间的影响 39
2.2.3 酸洗预处理的影响 40
2.2.4 其他因素的影响 42
2.3 纤维素热裂解反应动力学模型 44
2.3.1 —步全局反应模型 44
2.3.2 两步反应模型 45
2.3.3 多步综合反应模型 47
2.4 活性纤维素 48
2.4.1 活性纤维素的获取与表征 48
2.4.2 不同因素对活性纤维素性质的影响 50
2.5 基于产物生成的纤维素热裂解机理 53
2.5.1 左旋葡聚糖的生成机理 54
2.5.2 5-羟甲基糠醛和糠醛的生成机理 55
2.5.3 乙醇醛和1-羟基-2-丙酮的生成机理 56
2.5.4 小分子气体产物的生成机理 57
2.6 计算化学在纤维素热裂解机理中的应用 57
2.6.1 纤维素单体热裂解的模拟 58
2.6.2 纤维二糖、纤维三糖热裂解的模拟 61
2.6.3 具有周期性结构的纤维素晶体热裂解的模拟 61
参考文献 62
本章附表 68
第3章 半纤维素热裂解 72
3.1 半纤维素热裂解基本过程 72
3.1.1 基本糖结构单元的热裂解 72
3.1.2 木聚糖等聚糖模化物的热裂解 74
3.1.3 提取半纤维素的热裂解 76
3.1.4 木聚糖与半纤维素基本糖结构单元的热裂解对比 76
3.2 不同因素对半纤维素热裂解行为的影响 79
3.2.1 反应温度的影响 79
3.2.2 停留时间的影响 80
3.2.3 其他因素的影响 81
3.3 半纤维素热裂解机理 81
3.3.1 半纤维素热裂解反应动力学模型 81
3.3.2 基于产物生成的热裂解机理 84
3.3.3 基于分子层面的半纤维素热裂解机理 87
参考文献
本章附表 95
第4章 木质素热裂解 97
4.1 木质素热裂解基本过程 97
4.1.1 概述 97
4.1.2 具有木质素典型官能团的模化物热裂解 98
4.1.3 不同木质素的热裂解 102
4.2 不同因素对木质素热裂解行为的影响 108
4.2.1 反应温度的影响 110
4.2.2 停留时间的影响 115
4.2.3 其他因素的影响 116
4.3 木质素热裂解机理 117
4.3.1 木质素热裂解反应动力学模型 117
4.3.2 基于产物生成的木质素热裂解机理 119
4.3.3 基于分子层面的木质素热裂解机理 124
参考文献 125
本章附表 129
第5章 组分交叉耦合热裂解 131
5.1 组分的交叉配比对组分热裂解的影响 131
5.1.1 纤维素与半纤维素交叉配比对热裂解行为的影响 132
5.1.2 纤维素与木质素交叉配比对热裂解行为的影响 134
5.1.3 半纤维素与木质素交叉配比对热裂解行为的影响 137
5.2 组分親合热裂解 138
5.2.1 组分配比生物质的热失重过程 138
5.2.2 组分配比对生物质热裂解产物分布的影响 141
5.3 洗涤纤维的热裂解行为研究 144
5.3.1 不同洗涤纤维的热裂解行为研究 145
5.3.2 不同洗涤纤维的热裂解产物析出分布 148
5.4 抽提物对生物质热裂解的影响 150
5.4.1 抽提物热裂解行为 150
5.4.2 抽提物对生物质热裂解的影响特性 150
参考文献 153
本章附表 155
第6章 生物质组分选择性热裂解 156
6.1 无机盐对生物质组分热裂解的影响 156
6.1.1 无机盐添加对生物质组分热裂解动力学的影响 156
6.1.2 无机盐添加对纤维素热裂解产物分布的影响 160
6.2 分子筛催化剂对生物质组分热裂解的影响 162
6.2.1 分子筛催化剂的特性及分类 162
6.2.2 微孔分子筛催化剂对生物质组分的催化热裂解 164
6.2.3 介孔分子筛对生物质组分的催化热裂解 172
6.3 金属氧化物对生物质热裂解的影响 174
6.3.1 金属氧化物的结构特性 174
6.3.2 金属氧化物对生物质组分的催化热裂解 174
参考文献 175
本章附表 179
第7章 生物质热裂解 181
7.1 生物质热裂解概述 181
7.2 不同种类生物质的热裂解过程 182
7.2.1 林业类生物质热裂解 183
7.2.2 农业类生物质热裂解 185
7.2.3 草本类生物质热裂解 186
7.2.4 水生类生物质热裂解 187
7.2.5 不同种类生物质热裂解产物对比 188
7.3 生物质快速热裂解液化 189
7.3.1 生物质快速热裂解液化反应过程 190
7.3.2 不同因素对生物质快速热裂解液化的影响规律 190
7.4 生物油分级催化改性 200
7.4.1 生物油分子蒸馏高效分离 202
7.4.2 生物油分子蒸馏馏分提质改性 206
参考文献 218
附录1 作者在该领域发表的代表性学术论文 223
附录2 作者在该领域指导的代表性学位论文 224
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