纤维素快速热解生成左旋葡聚糖的机理研究进展.pdf

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1、第48卷第3期生物质化学工程V0l_48No．32014年5月BiomassChemicalEngineeringMav2014doi：10．3969／j．issn．1673-5854．2014．03．0l1·综述评论——生物质活性成分·纤维素快速热解生成左旋葡聚糖的机理研究进展张阳，胡斌，陆强，董长青，杨勇平(华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室，北京102206)摘要：左旋葡聚糖(LG)是纤维素中温快速热解最重要的产物，其生成机理获得了广泛的关注。本文首先总结了国内外不同学者提出的LG生成机理，将其按照

2、反应类型分为4类，即糖苷键均裂反应、糖苷键异裂反应、生成葡萄糖中间体反应以及协同反应，并指出了实验研究在确定反应机理方面的不足。随后总结了近年来一些学者采用密度泛函理论对LG生成机理的研究，具体比较了研究内容和结果，指出了现有研究的不足。最后提出了今后的研究方向以确定LG的生成途径。关键词：纤维素；快速热解机理；左旋葡聚糖中图分类号：TQ35；TQ424．19文献标识码：A文章编号：1673-5854(2014)03—0053-07AReviewontheFormationMechanismofLevo~ucosa

3、nduringFastPyrolysisofCelluloseZHANGYang，HUBin，LUQiang，DONGChang-qing，YANGYong—ping(NationalEngineeringLaboratoryforBiomassPowerGenerationEquipment，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Duringthefastpyrolysisofcelluloseatmediumtemperat

4、ure，levoglucosan(LG)isthemostabundantproduct．Itsformationpathwayhasgainedextensiveattention．ThispaperfirstlyconcludesandcomparesthediferentLGformationpathwaysproposedbyscholarsfromhomeandabroad．TheformationmechanismsofLGareclassifiedinto4kinds，namelyhomolysisc

5、leavagemechanism，heterolysiscleavagemechanism，mechanismviaglucoseandconcerteddecompositionmechanism．Drawbacksofanalyzingreactionmechanismusingexperimentalmethodsarealsopointedout．Thepaperthensummarizestherecentdevelopment，i．e．applicationoftheDensityFunctionalT

6、heory(DFT)．Itscontentsandresultsarecomparedindetail．Finally，futureinvestigationindeterminationoftheLGformationpathwayisproposed．Keywords：cellulose；fastpyrolysismechanism；levoglucosan近年来，生物质资源的开发利用获得了全球的广泛关注1-2]。在众多的生物质利用技术中，快速热解液化是一项极具前景的技术，该技术是在中温缺氧条件下，使生物质迅速

7、受热分解并对产物进行快速冷凝，从而将生物质主要转化为液体产物生物油[3-6]。生物油被认为是一种具有潜力的石油替代品，可作为液体燃料或者化工原料应用于多个领域J。然而，常规生物油的品位较差，为了获得高品位的生物油，必须高效调控热解反应过程，这就必须首先深入了解生物质的快速热解反应机理。在生物质的3种主要组分中，纤维素的热解机理，获得了最多的研究。一般来说，纤维素在中温条件下进行快速热解时，主要经历2个平行竞争途径(解聚与开裂)形成各种一次热解产物，包括左旋葡聚糖(LG)、左旋葡萄糖酮、1，4：3，6一二脱水一．D．

8、吡喃葡萄糖、5．羟甲基糠醛、糠醛、羟基乙醛、羟基丙酮等¨o。HJ，其中LG是最重要的产物¨，产率可高达40％。现阶段，虽然有学者基于实验或理论研究，提出了不同的LG生成收稿日期：2oi3一lO-24基金项目：“十二五”国家科技支撑计划资助(2012BAD3OB01)；苏州市科技计划项目(SYG201216)作者简介：张阳(1991一)，男，河北保定人，硕士生