2009 年 第 54 卷 第 15 期: 2188 ~ 2195 www.scichina.com csb.scichina.com 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS 论 文 生物质裂解油老化行为与机理研究 熊万明, 傅尧*, 陆强, 郭庆祥* 中国科学技术大学安徽省生物质洁净能源重点实验室, 合肥 230026 * 联系人, E-mail: fuyao@ustc.edu.cn; qxguo@ustc.edu.cn 2009-01-09 收稿, 2009-06-16 接受 国家重点基础研究发展计划资助项目(编号: 2007CB210205) 摘要 在普通加热方式的基础上, 采用微波和氧气辅助的方式对生物油老化行为进行了研究, 并采用质谱仪(MS)和荧光显微镜对老化油进行了表征. 通过比较生物油老化前后的成分及其含量变化, 并根据该变化对生物油老化的机理进行了初步的研究. 结果表明, 老化油容易分层, 其物理特性和成分变化较大, 且空气中的氧气会加速其老化; 经过老化处理, 生物油中可测组分的绝对含量降低到原来的40%左右, 而含有醛基和烯基的化合物的含量下降到原来的10%以下, 加入一定量的过氧乙酸或酸碱会加剧这种变化; 在生物油老化过程中以聚合反应为主, 并伴有一定量的缩合和酯化反应. 因此, 采用隔绝空气和除去生物油中的酸可以有效地延缓和抑制老化反应的发生. 关键词 生物油 老化 聚合 洁净能源 生物质作为一种可以直接转化为液体燃料的可再生资源具有广阔的研究价值, 而将其进行快速裂解并液化制备生物油是目前能源领域的一个研究热点[1~7] 但是生物质的 3 种主要组分纤维素、 半纤维素和木质素, 在裂解过程中受热裂解不完全同步, 产物组成非常复杂. 该过程中所得到的生物油是一种热力学不平衡的产物, 其化学成分易向平衡方向转化, 因此现阶段的生物油具有易老化的特点, 在受热或者光照的情况下更为明显. 老化后的生物油容易分层, 影响其燃料性质, 所以, 缓解和抑制生物油的老化, 有利于拓宽其应用范围. 而探究生物油的老化机理有利于寻找到更为合适和高效的方式来提高生物油的稳定性. 此外, 通过对生物油老化机理的研究, 有助于加深了解生物质裂解成小分子化合物的选择性和规律性, 具有一定的研究意义和实用价值. 生物油的组成十分复杂, 并且受