杨木杉木热解(热改性)过程中有机挥发物释放

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本文采用热重红外联用技术分析了杨木( populus )粉、杉木( Cunninghamia Lanceolata)粉热解产物所含官能团的组成及变化规律,在此基础上,用热解气质联用仪进一步确定杨木和杉木热解产物中的VOC成分及其相对含量,为杨木和杉木热改性过程中有机挥发物控制处理技术和排放标准提供理论基础。结果表明:  (1)温度在30-300℃范围内,由于杨木、杉木细胞壁与细胞腔中一些物质的分解、及杨木、杉木本身存在的VOC和水分的挥发导致了重量的损失。杨木总失重为38.88%,杉木总失重为15.22%。杨木、杉木热解产物主要吸收峰出现在180-300℃范围内,热解产物主要是由小分子物质如水、CO、CO2、CH4,酮类、醛类、醇类、酸类、酚类与酯类等组成。  (2)在热解的过程中,杨木、杉木释放成分是以比较复杂的挥发性有机化合物为主,主要有醇类、醛类、酮类、酸类、酚类和酯类。杨木中醛类物质最主要有 3-羟基-4-香兰素、4-二甲氧基-2-硝基-苯甲醛;酮类物质主要有1-羟基-2-戊酮、7-辛烯-2,4-二酮;醇类物质主要有2-呋喃甲醇、1-壬烯-3-醇;酸类物质主要是丝氨酸和正十六烷酸;酚类主要有苯酚、2-甲氧基-苯酚;酯类物质主要有羟基苯甲酸甲酯、十六烷酸甲酯。杉木中醛类物质最主要有糠醛、5-乙酰氧基甲基-2-糠醛、2,3-二羟基苯甲醛;酮类物质主要有2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮、1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2-丙酮;醇类物质主要有反式-1, 2-环戊二醇、4-羟基-3-甲氧基-苯丙醇;酸类物质主要是10-羟基癸酸、4-羟基-3-甲氧基-苯乙酰甲酸;酚类主要有(E)-4-(3-羟基丙-1-烯-1-基)-2-甲氧基苯酚、4-(2-丙烯基)-苯酚;酯类主要有 7-氧代脱氢松香酸甲酯、苯乙酸4-羟基-3-甲氧基-甲酯。  (3)VOC成分与含量因热解温度的不同而略有不同,随着温度不断升高,VOC的种类越来越复杂。在杨木热解的过程中,VOC 的主要成分以酚类为主,其他挥发物从大到小的释放含量顺序为:酮类>酸类>醇类>醛类>酯类。在杉木热解的过程中VOC的主要成分也以酚类为主,其他挥发物从大到小的释放含量顺序为:酸类>醛类>醇类>酮类>酯类。  (4)杨木与杉木在热解过程中的VOC进行比较分析发现,二者释放的VOC成分都是比较复杂的混合物,其种类都相同,主要为酚类、醛类、酮类、酸类、醇类、酯类等,最多的成分都为酚类物质,但是杨木释放更多的 VOC,且释放的成分除酚类物质外酮类占了主要成分,杉木释放的成分除酚类物质外酸类占了主要的成分。
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