不同水热条件对秸秆微波水热碳化产物组成和结构特性影响

• 作者: 孟令凯 张诗麟 朱彤 牛文娟 袁巧霞 钟菲 黄金芝
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 秸秆 温度 微波水热 水热焦 停留时间 结构特征
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 农业资源循环利用工程
• 页码范围: 205-213
• 页数: 9页
• 分类号: TK6|S216.2
• 字数: 7036字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.026

摘要

为了解秸秆微波水热碳化过程中产物形成机制及其理化结构演变规律,该文采用控制变量法进行了单因素试验设计,研究了水热温度、停留时间、催化剂和原料种类对秸秆微波水热产物组成和结构特性的影响.结果表明,随着水热温度升高和停留时间延长,液相产物的pH值先降低后增加,最低值为3.13,电导率和PO43-–P质量浓度先增加后下降,最大值分别为9.38 mS/cm和308 mg/L,NH4+–N质量浓度增加,260℃最大值为155 mg/L,而水热焦的产率、H/C和O/C下降,固定碳、C、高位热值增加.高温和长停留时间使水热焦生成较多纳米碳微球结构,且使其O-H键先增多后减少.高温和K2CO3使水热焦的芳香烃结构和C=O、C–O含氧官能团增强,而长停留时间使其先增强后减弱.高温和长停留时间使水热焦的比表面积、孔体积和孔径均先增加后降低,而K2CO3使水热焦的纳米碳微球和比表面积增加,最大比表面积为10.9759 m2/g.玉米秆、水稻秆和油菜秆水热焦的纳米碳微球结构最明显,棉花秆水热焦的比表面积和孔体积最大.