半纤维素的红外及热解实验研究

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1、摘要木文利用红外光谱实验技术研究半纤维素的分子结构。通过分析红外光谱图,得出以下结论：在897cm-1附近有较强的振动吸收峰，表明糖单元之间以B■糖昔键连接1161〜988cmTZ间的谱带是木聚糖的典型吸收峰，这说明半纤维素的成分以木糖为主，结构主要为毗喃环结构。1161cmT处的弱吸收峰表示有阿拉伯糖基侧链的存在。结合红外光谱实验，整合前人的研究成果，获得简化了的半纤维素二聚体模型物的分子结构。实验结果和现有理论研究表明该结构模型是合理的。采用热重分析法对木聚糖的热解特性进行实验研究。通过TG和DTG曲线的分析，把木聚糖的热解反应过程分为四个阶段。综合分析热解实验结果发现,30

2、°C/min的升温速率是反应的最佳环境。由分了模拟计算结果，500K和700K分别对应热解实验的第二阶段和第三阶段。低温时半纤维索的热解反应进行得十分剧烈，主要对应半纤维素支链的断裂。随着温度的升高，半纤维素主链发生分解牛成各种产物。实验结果和分子模拟的结果能够较好地吻合。关键词：半纤维索；分子模型；热解；微观反应机理ABSTRACTTheinfi-aredspectmmexperimenttechnologyisappliedtostudythemolecularstructureofthehemicellulose・Wegotthefollowingconclusionsby

3、analyzingtheinfraredspectrogram:Thereisastrongvibrationabsorptionpeakaround897cm・l,whichshowsthatthesugarunitsisconnectedbybeta-glycosidicbond・Thebandbetween1161~988cm-listhetypicalabsorptionpeaksofxylan,whichsuggeststhatthemaincompositionofhemicelluloseisxyloseanditsmainstructureispyranring.

4、Theweakabsorptionpeakat1161cm-1reflectsthatthereareArabcarbohydratesidechainsthere.Weobtainedthesimplifiedmolecularstructureofhemicellulosedimmermodelbycombininginfraredspectrumexperimentresultwiththefruitsofotherresearchers.Theexperimentalresultsandtheexistingtheoreticalmodelalsoshowsthatthe

5、modelstructureisreasonable.Thermogravimetricanalysisisusedtoresearchthepyrolysischaracteristicsofxylan.ThexylanpyrolysisreactionprocessisdividedintofourstagesaccordingtotheTGandDTGcurves.Andthepyrolysisexperimentresulttellshat30°C/minheatingrateisthebestreactioncircumstance・Itisfoundthat500Ka

6、nd700Krespectivelycorrespondingtothesecondstageofpyrolysisexperimentandthethirdstagebyanalyzedthemolecularsimulationresults.Pyrolysisreactionofhemicelluloseisseverewhenthetemperatureislow,mainlycorrespondingtheruptureofhemicellulosebranchedchain.Themainchainofthehemicellulosedecomposedtogener

7、ateavarietyofproductswiththeincreaseoftemperature.Theexperimentalresultsandmolecularsimulationresultscanfitwell.KeyWords：Hemicellulose；Molecularmodel；Pyrolysis；Microscopicreactionmcchan第一章绪论11.1引言11.2生物质热解技术的研究现状11.2.1国外生物质热解应用现11.2.2国内生物质热解技