基于TG-FTIR技术的竹粉热解特性及其动力学行为分析

张果，岳凌宇，叶建斌，贺远，李瑞丽，梁淼

1.郑州轻工业大学 材料与化学工程学院，河南 郑州 450001；2.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院，河南 郑州 450001

0 引言

竹子具有生长周期短、成材快、产量高等优点，在我国素有“第二森林”的美称[1].在竹材加工利用过程中会产生约65%的废弃物，这是一种重要的生物质资源.热解技术作为生物质资源热化学转化的重要途径，可将其转化为附加值较高的活性炭、可燃气和生物油产品，是生物质资源化利用领域的研究热点.利用热重-红外联用分析(TG-FTIR)技术，既可获得生物质在热解过程中的失重规律，又能根据热解气体成分的特征吸收峰所对应的特定官能团，对热解气相产物进行鉴定，实时分析其相对含量的变化规律.例如，Z.Q.Ma等[2]采用TG-FTIR方法研究了棕榈核壳的热失重行为和热解产物释放规律，结果表明，热解气体的主要成分为H2O、CO2及醛、酮、酸、烷烃、苯酚等化合物；B.S.Li等[3]研究了硅酸铝沸石对工业木质素的催化热解特性，结果表明，催化剂HZSM-5促进了高分子化合物的热分解和含氧产物的裂化反应；Z.H.Jiang等[4-5]考查了毛竹粉在10 K/min升温速率下的热解失重行为及气相产物组成，发现热解气相产物组成及气体释放特性受升温速率影响显著.

生物质组成结构复杂，热解过程涉及复杂的链式反应，热解机制及反应难易程度的相关研究需借助热分析动力学方法[6-7].一般而言，传统的动力学模式函数法(如Coats-Redfern等)采用某特定模式函数计算活化能，只能……