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第1章 生物质资源及应用现状 1

1.1 生物质种类与分布 1

1.1.1 生物质种类 1

1.1.2 全球的生物质资源分布 2

1.1.3 中国的生物质资源分布 4

1.2 生物质的主要有机组分 7

1.2.1 纤维素 8

1.2.2 半纤维素 9

1.2.3 木质素 10

1.2.4 木质素-碳水化合物复合体 12

1.3 生物质主要有机组分的分离方法 13

1.3.1 纤维素的分离 13

1.3.2 半纤维素的分离 14

1.3.3 木质素的分离 14

1.4 生物质的转化与利用技术 16

1.4.1 燃烧发电技术 16

1.4.2 生物质气化技术 17

1.4.3 生物质热解技术 18

1.4.4 生物质碳化技术 19

1.4.5 生物质制备燃料乙醇技术 20

1.4.6 生物质厌氧发酵技术 21

1.5 生物质选择性热解制备液体燃料与化学品 21

参考文献 22

第2章 生物质多糖类组分热解机理研究 27

2.1 模型化合物甘油醛的热解机理 27

2.1.1 甘油醛慢速热解机理 28

2.1.2 甘油醛快速热解机理 31

2.1.3 甘油醛热解主反应和二次反应 32

2.2 纤维素的热解机理 34

2.2.1 纤维素慢速热解机理 35

2.2.2 纤维素快速热解机理 42

2.3 半纤维素的热解机理 47

2.3.1 半纤维素慢速热解机理 48

2.3.2 半纤维素快速热解机理 53

2.4 多糖类热解量子化学模拟 56

2.4.1 量子化学和密度泛函理论介绍 56

2.4.2 甘油醛热解过程量子解析 58

2.4.3 多糖类物质热解途径的量子解析 64

参考文献 66

第3章 木质素的热解机理 69

3.1 木质素的结构分析 69

3.1.1 木质素的元素分布 70

3.1.2 木质素的傅里叶变换红外光谱分析 70

3.1.3 木质素的二维核磁 72

3.2 木质素慢速热解机理 74

3.2.1 TG-DTG 74

3.2.2 挥发分产物析出分析 77

3.2.3 木质素热解动力学模型 82

3.3 木质素快速热解机理 85

3.3.1 温度对木质素快速热解的影响 92

3.3.2 不同生物质来源木质素的快速热解 93

3.3.3 不同分离方法木质素的快速热解 94

3.3.4 反应途径解析 94

参考文献 101

第4章 生物质热解过程主要组分间的相互作用 104

4.1 简单混合组分间的相互作用 106

4.1.1 纤维素-木质素相互作用 106

4.1.2 纤维素-半纤维素相互作用 113

4.1.3 半纤维素-木质素相互作用 115

4.2 压片混合组分间的相互作用 117

4.3 自然混合组分间的相互作用 119

4.3.1 样品准备 119

4.3.2 纤维素-半纤维素（综纤维素） 121

4.3.3 纤维素-木质素 123

4.4 相互作用机理 125

4.5 相互作用研究的挑战 128

参考文献 130

第5章 生物质快速热解制备生物油 132

5.1 生物质快速热解机理 132

5.2 生物质预处理 136

5.2.1 干燥 136

5.2.2 粉碎 137

5.2.3 成型 138

5.2.4 脱灰 139

5.2.5 烘焙 139

5.3 生物质制备生物油影响因素 142

5.3.1 生物质物性的影响 142

5.3.2 反应条件的影响 144

5.4 生物质热解制油反应器 147

5.4.1 鼓泡流化床反应器 147

5.4.2 循环流化床和传输床反应器 148

5.4.3 旋转锥反应器 149

5.4.4 螺旋反应器 149

5.4.5 烧蚀涡流反应器 150

5.4.6 真空热解反应器 150

5.4.7 内循环串行流化床反应器 151

5.4.8 下行床反应器 155

5.4.9 生物质热解反应器前沿动态 157

5.5 生物油理化性质及其应用 158

5.5.1 物理性质 159

5.5.2 化学性质 162

5.5.3 生物油的应用 163

参考文献 164

第6章 生物油品质提升 166

6.1 生物油品质传统提升方法 166

6.1.1 物理分离 166

6.1.2 乳化 170

6.1.3 催化酯化 171

6.1.4 催化加氢 172

6.1.5 催化热解 174

6.1.6 其他提质方法 175

6.2 生物油选择性加氢-沸石催化 176

6.2.2 生物油选择性加氢-沸石催化制备烃类化学品工艺流程 177

6.2.2 原料和催化剂 177

6.2.3 实验装置与方法 179

6.2.4 选择性催化加氢结果分析 181

6.2.5 加氢产物的沸石催化转化 184

6.2.6 反应条件对低温加氢-高温加氢-沸石催化生物油的影响 186

6.2.7 水相生物油选择性加氢-沸石催化工艺的经济性分析 190

6.3 千吨级生物油提质制备含氧液体燃料示范 192

6.3.1 示范装置工艺路线 192

6.3.2 系统物料衡算 192

参考文献 196

第7章 生物质催化热解 200

7.1 生物质催化热解途径 200

7.2 催化热解物料和反应装置 201

7.2.1 物料 201

7.2.2 催化剂 201

7.2.3 实验装置和方法 202

7.3 不同催化剂下生物质热解 205

7.3.1 不同催化剂对产物产率分布的影响 205

7.3.2 催化剂和生物质比例对产物分布的影响 207

7.3.3 生物质在连续进料流化床中催化热解 211

7.4 生物质进行沸石催化转化的本质因素——有效氢碳比 215

7.4.1 有效氢碳比作用场所——沸石催化剂 216

7.4.2 不同有效氢碳比生物质原料的转化途径 216

7.4.3 不同有效氢碳比原料催化转化结果分析 217

7.5 生物质和高有效氢碳比原料共催化热解 227

7.5.1 共催化热解中碳和氢的转移特性 228

7.5.2 生物质和甲醇共催化转化 231

7.5.3 生物质和不同醇类共催化热解比较 234

7.5.4 生物质和不同废塑料共催化热解比较 236

7.5.5 生物质和废弃油脂共催化热解 237

参考文献 241

第8章 生物质催化热解中催化剂积碳行为及其调控方法 243

8.1 生物质热解衍生物催化转化中积碳的理化特性表征 243

8.1.1 生物质热解衍生物催化特性对比实验 243

8.1.2 典型生物质热解衍生物催化热解过程中积碳行为表征 246

8.1.3 沸石催化剂的催化机理及失活机理 250

8.2 生物质模型化合物催化热解积碳动力学 252

8.2.1 呋喃催化转化积碳本征动力学 252

8.2.2 呋喃催化转化中活性积碳与惰性积碳的区分 255

8.2.3 程序升温条件下呋喃催化热解催化剂积碳研究 257

8.3 催化剂改性——金属负载 259

8.4 催化剂改性——化学液相沉积法 260

8.4.2 改性催化剂的制备 261

8.4.2 催化剂表征 261

8.4.3 改性剂浓度对催化剂催化性能的影响 264

8.4.4 CLD处理温度对改性催化剂催化性能的影响 264

8.4.5 CLD反应时间对改性催化剂催化性能的影响 264

8.4.6 不同改性剂对改性催化剂催化性能的影响 267

8.5 催化剂改性——化学脱铝方法 268

8.5.1 改性催化剂的制备 268

8.5.2 催化剂表征 268

8.5.3 不同的酸对改性催化剂催化性能的影响 271

8.5.4 不同氢离子浓度对改性催化剂催化性能的影响 272

8.5.5 不同的脱铝时间对改性催化剂催化性能的影响 273

8.5.6 不同的脱铝温度对改性催化剂催化性能的影响 274

8.5.7 CLD与酸处理法改性ZSM-5催化剂对比实验研究 275

参考文献 276