杏壳纤维素结构表征及热解特性分析

摘要

为研究生物质中单一组分的分离和热解特性,以杏壳为原料通过碱法分离制备了杏壳纤维素,采用红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜对其组成结构、微观形貌进行表征,通过热重分析和热重红外联用分析,研究其热解特性及挥发性产物的形成规律.结果表明:碱法杏壳纤维素的分离得率为24.59％;纤维素的红外光谱图在895和1162 cm-1有β-(1→4)-糖苷键的特征吸收峰,1058 cm-1处为糖苷键连接的C—O弯曲振动,3419 cm-1处吸收峰表明分子间的氢键作用较强;X射线衍射谱图中22.13°的结晶区衍射峰最强,结晶度为48.38％;扫描电子显微镜的结果表明杏壳纤维素为条状且有团聚现象.热重分析结果显示,杏壳纤维素热解质量损失主要经历了物理水脱除、玻璃化转变、主质量损失和煅烧4个阶段,最后进入焦炭生成阶段,主要质量损失温区为270～420℃,其质量损失率为70％.800℃时质量损失曲线相对平稳,热解残炭率为15.78％.随着温度的升高,挥发分的浓度呈先增大后降低的趋势,各产物析出量在362℃时达到最高值,热解气体产物主要以CO2和CO为主,CO2的生成伴随着H2 O、烷烃类、醛类、酮类等化合物生成.研究结果可为杏壳纤维素的分离及热解利用提供理论基础.