纤维素在超临界乙醇中的液化及其模型化合物的热解过程分子模拟

• 作者: 陈勇强 解新安 孙娇 李璐 李雁
• 来源期刊: 林产工业
• 学科: 工学
• 关键词: 纤维素液化 超临界乙醇 左旋葡聚糖 热解 密度泛函理论 分子模拟
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究与分析|RESEARCH & ANALYSIS
• 页码范围: 6-13
• 页数: 8页
• 分类号: TS6|TQ35
• 语种: 中文
• DOI: 10.19531/j.issn1001-5299.202201002

摘要

采用超临界乙醇溶剂对玉米秸秆纤维素进行液化,通过GC-MS和FT-IR对生物油组分和残渣进行表征,结果表明:生物油组分主要包括酮类、酯类、醛类、苯类、酸类和醇类等平台化合物.不同反应温度对生物油的组分分布有不同的影响,其中酮类化合物的相对含量随着温度的升高而降低,而酯类的含量则逐渐增大.基于试验结果,选择左旋葡聚糖为模型化合物.基于密度泛函理论基组水平,计算左旋葡聚糖各化学键的Mulliken数,并依次设计2条初始开环路径及其对应的9条可能的反应裂解路径,模拟了左旋葡聚糖在乙醇环境中脱水、开环、裂解生成小分子物质的反应过程,计算其反应势能.通过比较反应势能,得到各反应路径的反应能垒顺序为:Path6<Path3<Path11<Path9<Path7<Path4<Path8<Path5<Path10,其中Path6的反应能垒最低(204.25 kJ/mol),是热力学支持的最优反应路径.