烟草和纤维素材料热解生成PAH的机理

摘要

研究了在300～650℃温度范围内几种纤维素材料热解生成稠环芳烃(PAH)的机理与产生量。实验结果是，在300℃的温度下，没有观察到纤维素、葡萄糖和果胶热解产生可测定量的PAH；在≥400℃的温度下。观察到可测定量的2～4个环的PAH；在≥500℃下，观察到了苯并[a]芘(B[a]P)和苯并[a]蒽(B[a]A)。在此温度范围内，气相滞留时间(2～18s)和样品量(200～500mg)对PAH的产生量没有任何明显的影响。在气流中加入氧气降低了PAH的产生量。我们认为，在300～650℃温度范围内这些纤维素材料热解生成PAH的途径是碳化过程，在此过程中固体残留物经过一系列化学变化与重排即脱水、脱羰基、脱羧、解聚、脱氢和交联反应生成一种PAH结构。还用这些实验数据评估了在此温度范围内PAH生成的所有动力学参数。