含木质素木质纳米材料的热分析动力学研究

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:kage
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在过去的几十年里,随着经济的快速发展、能源需求的不断增加以及随之而来的环境污染,生物质能源的开发利用已经引起世界各国的高度重视。生物质能源具有成本低、可再生、可生物降解、丰富、轻便和环境友好型等优点。目前,关于生物质热分解特性的探索逐渐兴起,但有关树皮及烟梗废弃物木质纳米材料的特性(如热分解)的研究还非常有限,且国内在这方面的研究更是少之又少。在我国,每年都会有大量的树皮残渣和烟梗废弃物被林产品加工厂和卷烟厂丢弃或直接燃烧,这不但造成了生物质能源的极大浪费,更严重地污染了环境。所以,对生物质的热分析动力学进行研究,对我国生物质能源的开发利用有相当重要的意义。热分析动力学(Thermal Analysis Kinetics)法是借助热分析技术对物质的物理性质和化学变化的速率和机理进行研究的方法。时至今日,热分析动力学已有约70年的发展历史,它已从最初的均相体系发展到非均相体系,特别是近几年,它在固相体系研究中有了很大的发展。本论文对松树皮、原烟梗(对照)和蒸汽爆破处理后的烟梗三种固相体系进行了研究。论文采用多重扫描速率法、“无模型”等转化率法(如Friedman法和Kissinger法等微分法,Coats-Redfern法和Flynn-Wall-Ozawa法等积分法)和模型拟合法来研究三种木质纳米材料的热分析动力学特性。本论文采用机械法超细研磨和均质化处理从松树皮和烟梗生物质中提取木质纤维素纳米材料(LCNMs),并对松树皮LCNMs(BLCNMs)、原烟梗LCNMs(T1LCNMs)和蒸汽爆破处理后的烟梗LCNMs(T2LCNMs)这三种固相体系进行研究。本论文选用透射电子显微镜(TEM)、场扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射法(XRD)研究三种样品的形态、化学结构。研究得出,BLCNMs、T1LCNMs和T2LCNMs均展现为木质纳米纤维(LCNFs)和游离的木质素纳米微粒(LNPs)的混合体状态。计算得出LCNFs和游离的LNPs的直径分别为:BLCNMs为12±6 nm和13±4 nm、T1LCNMs为4±1nm和8±4 nm、T2LCNMs为5±1 nm和21±8 nm。在利用热重分析法(TGA)研究样品的热分解行为时发现,BLCNMs包含两个分解阶段,而T1LCNMs和T2LCNMs的分解过程分为三个阶段,整个反应过程均为纤维素、半纤维素和木质素热分解反应的叠加。与BLCNMs相比,T1LCNMs有相对较低的热分解起始温度、更高的热分解程度、更低的分解温度区间和更低的残余物质量百分比。而T2LCNMs的热分解程度和分解温度区间均大于T1LCNMs,但T1LCNMs的残余物质量百分比却大于T2LCNMs的。本论文还对不同加热速率对三种LCNMs热分解过程的影响进行了研究,同时通过Friedman法、改良的Coats-Redfern法和Flynn-Wall-Ozawa法计算得出三种LCNMs的活化能Ea范围分别为:BLCNMs为229.3-239.0kJ/mol、T1LCNMs为229.2-233.0 kJ/mol、T2LCNMs为297.3-317.4 kJ/mol。结果表明,BLCNMs与T1LCNMs有着相近的活化能值Ea,而T2LCNMs的活化能值Ea均显著高于其它两者。而最终Kissinger法得到的三种样品的活化能Ea均低于由Friedman法、Coats-Redfern法和Flynn-Wall-Ozawa法计算所得的活化能。
其他文献
研究目的:比较妊娠合并不同严重程度肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)患者的妊娠结局,分析妊娠合并重度PAH患者院内死亡的相关高危因素,为临床工作评估患者病情、制定治疗方案提供依据。研究方法:回顾性分析了140例2013.1至2018.12于山东大学齐鲁医院终止妊娠的妊娠合并肺动脉高压患者的临床资料。(1)根据心脏彩色多普勒超声下肺动脉收缩压数值,将
运用新制度经济学中的路径依赖和强制性制度变迁理论,分析了当前我国物业管理制度设计引致社会冲突的机理。要突破当前物业管理体制的困境就要借鉴国外经验,创新物业管理制度
水是生命的源泉,但是目前人类却面临着水资源匮乏以及水污染问题。对于水资源面临的两大问题,一方面应节约用水,另一方面应采取措施对被污染的水进行净化处理,“变废为宝”,实现水资源的再利用。在水处理的众多方法中,膜处理法无疑是对环境影响小、成本低廉、可操作性强的一种手段。科研工作者们正如火如荼地对油水分离膜展开各项研究,但至今依然存在膜材料昂贵、制备过程中会产生对环境有害的污染物、制备工艺繁琐等特点,这
结合一台冷一次风正压直吹式MPS型中速磨煤机,研究了分离器叶轮转速、风煤质量比和液压加载压力对贫煤和烟煤煤粉细度的影响。测试结果表明:各级叶轮转速下,混煤(70%贫煤+30%
自身免疫性疾病、过敏性疾病等属于难治性疾病,目前临床应用的激素等化疗方法副作用大,且不能从根本上控制疾病的发生和发展,而中药免疫抑制剂应用免疫耐受机理,具有毒副作用
概述了江西省暴雨型地质灾害的背景,对江西省地质灾害易发区的铅山县港东乡进行了实地考察,总结与分析了该县防御暴雨型地质灾害工作的经验、困难,提出了进一步做好防御工作
我国当前教育现状总体还处于发展不平衡的阶段。由于一些政策的原因,陕西省部分地区至今尚未将初中生物纳入中考内容,造成学校、教师对生物教学不够重视,学生对生物学习积极性明显低于其他学科。另一方面,乡镇中学本身在教学软件和硬件等方面存在不足,使得学生的学习条件和学习方法受到限制,也进一步对生物学科水平产生影响。自我效能感理论由美国心理学家班杜拉提出。学习自我效能感是自我效能感在学业领域的表现,是学生对自
研究目的:本研究从中枢神经的稳定性及视疲劳两方面分析造成环数及持枪稳定性下降的相关因素,为改善持枪稳定性,改进训练内容,提高运动成绩提供理论依据。研究方法:选择安徽省射击中心手枪班的7名在训队员,其中3名女性运动员,4名男性运动员,均自愿参与本实验。按照气手枪规则标准进行比赛,采集运动员在比赛前后的闪光融合频率、反应时、视觉深度指标,使用心率表带记录比赛过程中受试运动员的心率变异性,用Scatt
目的探讨荧光原位杂交(FISH)技术产前诊断常见非整倍体染色体病的临床应用价值。方法对283例孕18~23周有产前诊断指征的孕妇采用FISH技术进行羊水细胞胎儿染色体快速产前诊断