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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 一步全局反应模型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90

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 组分耦合热裂解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