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典型医疗废弃物热解行为及产物特性

洁净煤技术 2023年第10期29卷 116-125页

作者：雷苏李爱军吴扬威姚洪张桐胡红云华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

快速热解在生产能源产品和降低环境污染方面具有明显优势,因此被视为一种优良的医疗废弃物处理技术。采用GC-MS耦合LC-HRMS的表征方法,补充了医疗废弃物热解油中高沸点难挥发组分的检测空白,准确揭示了典型医疗废弃物热解产物的组分特... 详细信息

快速热解在生产能源产品和降低环境污染方面具有明显优势,因此被视为一种优良的医疗废弃物处理技术。采用GC-MS耦合LC-HRMS的表征方法,补充了医疗废弃物热解油中高沸点难挥发组分的检测空白,准确揭示了典型医疗废弃物热解产物的组分特性及其变化规律。结果表明,棉签棒热解以生成热解油与热解炭为主,二者产率均约40%,热解气以CO和CO_(2)为主,热解油以醛酮类、酸类和酚类物质为主,特征组分为山梨酸、3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙酸,随热解温度升高,CO、H_(2)及CH_(4)等可燃组分逐渐增加,醛酮类、酸类物质增加,酚类物质逐渐减少,其热解炭表面包含—OH、—CH_(x)、C=C、芳环骨架以及C—O等官能团或结构;口罩热解产物中热解油占比超过65%,基本无热解炭生成,在400℃热解程度很低,500℃时热解油产率达92.56%,600℃时约30%热解油转化为热解气,产物主要是C_(2)H_(2)和2,4-二甲基-1-庚烯,且部分烯烃会在较高温度下环化成甲苯等;手套热解油产率超60%,热解炭产率约20%,热解气以C_(1)~C_(2)烃类气体为主,热解油以烯烃和芳香烃为主,二者总量占比超过70%,D-柠檬烯是其特征组分,600℃时脂肪烃易环化生成芳香烃,其热解炭表面结构以芳环骨架为主,还有部分—OH。

关键词：医疗废弃物快速热解液质联用热解行为产物特性

[BMIM]HSO_(4)/乙醇降解纤维素残渣的热解行为和产物分布

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福州大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 865-871页

作者：杨华美黄勇罗楷陈紫钦李靖刘云飞杨萧意辞徐州工程学院材料与化学工程学院江苏徐州221018 南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

以微晶纤维素为原料,利用1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_4)和乙醇组成的二元溶剂体系,在180℃下对其进行催化降解,得到纤维素固体残渣(solid residue,SRE);考察[BMIM]HSO_4的质量分数对SRE结构特征和热解过程的影响规律,为SRE的... 详细信息

以微晶纤维素为原料,利用1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_4)和乙醇组成的二元溶剂体系,在180℃下对其进行催化降解,得到纤维素固体残渣(solid residue,SRE);考察[BMIM]HSO_4的质量分数对SRE结构特征和热解过程的影响规律,为SRE的资源化利用提供理论基础.通过多种手段对样品进行结构表征,结果表明,所得SRE可保持纤维素的化学结构,但随着[BMIM]HSO_4质量分数的增加,SRE的粒径显著降低,其晶体结构逐渐被破环并转化为热不稳定的无定形结构.随着[BMIM]HSO_4质量分数的增加,SRE的热失重起始温度显著降低,热失重曲线向低温区移动.经[BMIM]HSO_4/乙醇降解处理后,挥发分与残渣的气固作用在SRE热解过程中加强,导致焦炭和气体的产率增加,生物油的产率降低.

关键词：纤维素 [BMIM]HSO_4/乙醇固体残渣热解行为产物分布

[BMIM]HSO/乙醇降解纤维素残渣的热解行为和产物分布

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福州大学学报(自然科学版) 2023年

作者：杨华美黄勇罗楷陈紫钦李靖刘云飞杨萧意辞徐州工程学院材料与化学工程学院南京林业大学材料科学与工程学院

以微晶纤维素为原料,利用1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO4)和乙醇组成的二元溶剂体系,在180℃下对其进行催化降解,得到纤维素固体残渣(solid residue,SRE);考察[BMIM] HSO4的质量分数对SRE结构特征和热解过程的影响规律,为SRE的... 详细信息

以微晶纤维素为原料,利用1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO4)和乙醇组成的二元溶剂体系,在180℃下对其进行催化降解,得到纤维素固体残渣(solid residue,SRE);考察[BMIM] HSO4的质量分数对SRE结构特征和热解过程的影响规律,为SRE的资源化利用提供理论基础.通过多种手段对样品进行结构表征,结果表明,所得SRE可保持纤维素的化学结构,但随着[BMIM]HSO4质量分数的增加,SRE的粒径显著降低,其晶体结构逐渐被破环并转化为热不稳定的无定形结构.随着[BMIM]HSO4质量分数的增加,SRE的热失重起始温度显著降低,热失重曲线向低温区移动.经[BMIM] HSO4/乙醇降解处理后,挥发分与残渣的气固作用在SRE热解过程中加强,导致焦炭和气体的产率增加,生物油的产率降低.

关键词：纤维素 [BMIM]HSO /乙醇固体残渣热解行为产物分布

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苹果树枝的热解行为及其产物特性研究

化学工业与工程 2023年

作者：尹宁宋永辉吴雷董萍王超凡张辛未西安建筑科技大学冶金工程学院陕西省黄金与资源重点实验室西安建筑科技大学化学与化工学院

热解技术是高效利用生物质资源的重要手段之一，对热解行为及其产物析出规律的研究具有重大意义。基于热重-红外光谱联用(TG-FTIR)、热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)技术研究了苹果树枝(AB... 详细信息

热解技术是高效利用生物质资源的重要手段之一，对热解行为及其产物析出规律的研究具有重大意义。基于热重-红外光谱联用(TG-FTIR)、热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)技术研究了苹果树枝(AB)的热解行为及其产物特性。结果表明，AB热解的挥发分主要在178.6 ℃～459.9 ℃内释放，其失重率可达53.12 wt%。AB热解产生的气相产物阶段与TG-DTG曲线相对应，以CO，CO2和含C=O物质为主，脂肪烃和芳香烃类物质的析出强度极低；挥发性产物中C≤10的物质，占比86.57%，主要为醛酮类，烷烃类，酸类以及芳香类，分别为27.66%，22.79%，14.75%和12.50%。其中，醛酮类以4，4-二甲基-2-氧杂环丁烷酮和丙酮为主；烷烃类主要是环丙烷以及长链烷烃；酸类组分主要为乙酸；芳香类组分由苯，甲苯和2-甲基茚等组成。AB热解过程主要是含氧官能团的分解过程，其振动强度会随着热解终温的升高逐渐减弱。通过Raman分析表明，ABC中芳香结构侧链比例降低，苯环数大于6的芳香环浓度有所增加，石墨化程度增加。

关键词：苹果树枝热解行为产物特性 TG-FTIR Py-GC/MS

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CO对褐煤快速热解行为的影响

燃料化学学报 2013年第5期41卷 550-557页

作者：高松平赵建涛王志青王建飞房倚天黄戒介中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001 中国科学院大学北京100049 太原工业学院山西太原030008

利用快速升温固定床进行了霍林河褐煤在CO气氛下快速热解反应行为的研究,考察了热解半焦的产率、性质和气体产物的分布特点。半焦的红外光谱图、元素含量和表面结构性质分析表明,CO参与并改变了褐煤的热解行为。与N2气氛相比,热解温度低... 详细信息

利用快速升温固定床进行了霍林河褐煤在CO气氛下快速热解反应行为的研究,考察了热解半焦的产率、性质和气体产物的分布特点。半焦的红外光谱图、元素含量和表面结构性质分析表明,CO参与并改变了褐煤的热解行为。与N2气氛相比,热解温度低于600℃时,带孤对电子的极性CO容易诱发半焦结构中芳香环的开裂,侧链、醚键和脂肪链的断裂,促进小分子片段和自由基的生成,自由基稳定了煤热解生成的碎片,导致挥发分的生成和逸出量增加,H2、CH4、CO和CO2的产率增大,半焦产率降低,半焦的比表面积和孔容增大。热解温度高于700℃时,CO的歧化反应程度增大,产生的积碳附着于半焦的表面,阻塞了孔道,导致半焦的比表面积和孔容减小,从而抑制了CO在半焦孔隙结构内部的扩散,限制了CO与煤中有机大分子结构的接触和反应,导致H2、CH4和CO产率减小,而CO2产率因CO歧化反应而增大。

关键词： CO气氛热解行为半焦性质

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乙烯渣油结构解析及其热解行为

石油学报（石油加工） 2014年第6期30卷 1052-1058页

作者：葛传长龙东辉乔文明凌立成华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以乙烯渣油为原料,采用1 H-NMR、13 C-NMR表征渣油组分中各类型H、C的分布,并联合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、元素分析设计了乙烯渣油的平均分子结构模型,同时采用热重技术研究了其热稳定和热反应性,利用管弹式反应器研究了乙... 详细信息

以乙烯渣油为原料,采用1 H-NMR、13 C-NMR表征渣油组分中各类型H、C的分布,并联合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、元素分析设计了乙烯渣油的平均分子结构模型,同时采用热重技术研究了其热稳定和热反应性,利用管弹式反应器研究了乙烯渣油在320℃、350℃和420℃N2保护下的热转化反应特征。结果表明,乙烯渣油的平均相对分子质量约为247,芳香度为0.76,平均分子结构中烷基侧链与环烷结构并存;当温度为320℃和350℃时,乙烯渣油的热转化以裂解反应为主,产物主要为轻质油和气体,无焦生成,且液相产物芳香度随温度升高逐渐增大;而温度为420℃时,缩聚反应加剧并有固体焦生成,液相产物芳香H(C)与脂肪H(C)的原子比也随之升高。

关键词：乙烯渣油平均分子结构热稳定热解行为机理

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CO_2对褐煤热解行为的影响

燃料化学学报 2013年第3期41卷 257-264页

作者：高松平赵建涛王志青王建飞房倚天黄戒介中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001 中国科学院大学北京100049 太原工业学院山西太原030008

利用热天平和快速升温固定床进行了CO2气氛下褐煤热解特性的研究,考察了CO2对半焦的产率和气体产物分布的影响。通过对半焦的比表面积、孔结构、官能团和元素含量的分析,确定了CO2对煤热解过程的影响机制。CO2对新生半焦的气化反应破坏... 详细信息

利用热天平和快速升温固定床进行了CO2气氛下褐煤热解特性的研究,考察了CO2对半焦的产率和气体产物分布的影响。通过对半焦的比表面积、孔结构、官能团和元素含量的分析,确定了CO2对煤热解过程的影响机制。CO2对新生半焦的气化反应破坏了含氢的半焦结构,一方面,促进了羟基、甲基、亚甲基等基团的断裂和苯环的开裂;另一方面,减弱H与其依附本体的结合,增加了氢的流动性,引发了更多的氢自由基生成。这些氢自由基与煤大分子断裂生成的碎片自由基结合生成更多的挥发分,使半焦有较大的比表面积、孔容和开孔率。CO2的引入促进了煤的热解和挥发分的生成,增大了H2、CO、CH4和C2H6等小分子烃类物质逸出,降低了半焦的产率。

关键词： CO2气氛热解行为半焦性质

高温原位XRD和TG-MS法研究S Zorb工业吸附剂热解行为

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石油学报（石油加工） 2015年第3期31卷 732-739页

作者：邹亢徐广通盖金祥黄南贵忻睦迪曹晓娜王明恒中国石化石油化工科学研究院北京100083 中国石化济南分公司山东济南250101

从某S Zorb工业装置上采集了2个具有不同脱硫活性的工业吸附剂,采用XRD、碳硫分析和SEM表征其晶体结构、化学组成和形貌,采用高温原位XRD表征其在受热过程中晶体结构的变化规律,采用TG-MS和DTA表征其热分解过程和产物。结果表明,Zn2SiO... 详细信息

从某S Zorb工业装置上采集了2个具有不同脱硫活性的工业吸附剂,采用XRD、碳硫分析和SEM表征其晶体结构、化学组成和形貌,采用高温原位XRD表征其在受热过程中晶体结构的变化规律,采用TG-MS和DTA表征其热分解过程和产物。结果表明,Zn2SiO4的形成显著影响了S Zorb吸附剂的化学组成、脱硫活性和稳定性、分解温度、质量损失。S Zorb吸附剂的热解包括5个阶段,分别为物理吸附水和吸附物的挥发、Ni物相的氧化、积炭的燃烧、ZnS热解和晶相转变。高温和酸性环境会导致进一步生成Zn2SiO4物相。最后详细阐述了S Zorb吸附剂的热解机理,以期为S Zorb工业生产和科研提供信息。

关键词：高温原位XRD TG-MS S Zorb吸附剂热解行为

碳材料表面特性及形貌对阻燃环氧树脂燃烧和热解行为的影响

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高分子学报 2016年第7期26卷 860-870页

作者：王芳郝建薇李茁实邹红飞北京理工大学材料学院北京100081 北京市公安局消防局丰台支队北京100039 宝胜科技创新股份有限公司江苏省特种电缆材料及可靠性研究重点实验室扬州225800

将制备的4种植物基多孔碳,甘蔗渣炭(SBC)、竹叶炭(BLC)、稻壳炭(RHC)及竹茎炭(BSC),以及购置的椰壳炭(CSC)、果壳炭(NSC)、碳纳米管(CNTs)及可膨胀石墨(EG)分别与聚磷酸铵(APP)复合用于阻燃环氧树脂(EP),研究了碳材料比表面积、表面活... 详细信息

将制备的4种植物基多孔碳,甘蔗渣炭(SBC)、竹叶炭(BLC)、稻壳炭(RHC)及竹茎炭(BSC),以及购置的椰壳炭(CSC)、果壳炭(NSC)、碳纳米管(CNTs)及可膨胀石墨(EG)分别与聚磷酸铵(APP)复合用于阻燃环氧树脂(EP),研究了碳材料比表面积、表面活性及微观形貌对APP阻燃EP燃烧和热解行为的影响.物理吸附仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜研究指出,颗粒状竹茎多孔碳(BSC)的比表面积(2063m2/g)及表面活性基团C—O—、C≡O及COO—的比例显著大于其他碳材料;各种碳材料均以微米级尺度分布于阻燃EP基体.氧指数(LOI)、UL 94垂直燃烧及锥形量热仪研究表明,0.8 wt%BSC或CNTs与3.1 wt%APP协同阻燃EP的LOI分别由EP的24.6%提高到27.3%和27.6%,UL 94均为V-1级,峰值热释放速率分别比EP/APP降低了27%和28%.碳材料的协同阻燃效果主要取决于微观形貌;对于颗粒状多孔碳,其比表面积、O/C比及表面活性基团比例越大,协同阻燃效果越好.热失重分析、共聚焦拉曼光谱及XPS研究证实,碳材料提高了EP/APP复合材料的初始分解温度和残炭量;大的比表面及表面活性,以及管状形貌能够提高环氧树脂复合材料高温残炭量、促进残炭类石墨化转变、改善残炭耐高温氧化性能.

关键词：碳材料聚磷酸铵环氧树脂燃烧性能热解行为