本书全面系统地介绍了生物质热解机理及目标产物定向调控的相关内容，包括从微观化学有机结构层面揭示生物质的热解机理，提出了热解多联产的生物质转化利用新思路，从原料特性、预处理过程、热解条件、无机矿物质迁移转化、热解生物炭理化结构演变、热解催化等多个方面对生物质热解多联产过程进行全面系统深入地描述，为生物质高值转化和综合利用奠定科学依据。
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目录
青年多创新，求真且力行（代序）
前言
第1章 生物质纤维组成热解动力学和挥发分析出特性 1
1.1 引言 1
1.2 纤维组成的结构特性 1
1.3 纤维组成的热解失重与吸放热特性 3
1.4 生物质三组分热解动力学 5
1.5 升温速率对纤维组成热解失重特性的影响 7
1.6 纤维组成热解过程中挥发分析出行为 9
1.7 本章小结 14
参考文献 14
第2章 基于热重-红外联用的生物质热解动力学研究 16
2.1 引言 16
2.2 实验样品与方法 16
2.2.1 生物质样品 16
2.2.2 热解实验与测试分析方法 18
2.3 典型生物质热解过程失重特性 19
2.4 基于高斯分峰的生物质热解动力学研究 21
2.5 生物质热解过程气体产物释放规律及动力学机理 24
2.6 本章小结 30
参考文献 31
第3章 纤维素热解过程机理研究 33
3.1 引言 33
3.2 实验样品与方法 34
3.2.1 实验方法 34
3.2.2 热解产物表征方法 34
3.2.3 二维摄动红外相关光谱分析方法 35
3.3 纤维素热解过程特性 37
3.3.1 热解产物分布特性 37
3.3.2 热解生物油组成特性 38
3.4 生物炭结构组成特性 43
3.5 基于2D-PCIS的纤维素热解生物炭结构演变机制 46
3.5.1 基于2D-PCIS的分子结构演变特性 46
3.5.2 基于相对峰强度的分子结构演变特性 48
3.6 纤维素热解过程路径解析 52
3.7 本章小结 54
参考文献 54
第4章 半纤维素热解特性及过程机理研究 59
4.1 引言 59
4.2 实验样品与方法 59
4.2.1 实验样品 59
4.2.2 实验方法 60
4.3 半纤维素热解过程特性 60
4.3.1 热解产物分布特性 60
4.3.2 热解气体产物释放特性 61
4.3.3 热解生物油组成特性 61
4.4 生物炭结构组成特性 64
4.5 基于2D-PCIS的半纤维素热解过程机制 66
4.5.1 基于2D-PCIS的分子结构演变特性 66
4.5.2 基于相对峰强度的分子结构演变特性 68
4.6 木聚糖热解过程路径解析 70
4.7 本章小结 72
参考文献 73
第5章 木质素热解特性及过程机理研究 75
5.1 引言 75
5.2 实验样品与方法 75
5.2.1 实验样品 75
5.2.2 木质素快速热解实验方法 76
5.2.3 热解生物炭结构特性 77
5.2.4 2D-PCIS分析方法 77
5.3 初始热解阶段挥发分析出行为 77
5.3.1 热解气体释放特性及动力学分析 77
5.3.2 挥发分有机官能团析出行为 79
5.3.3 热解油组分变化特性 81
5.3.4 生物炭物化结构特性 83
5.4 剧烈热解阶段木质素热解特性 84
5.5 基于2D-PCIS的木质素热解反应过程机理 88
5.5.1 初始热解阶段生物炭结构演变与挥发分形成过程 88
5.5.2 剧烈热解阶段生物炭结构演变与挥发分形成过程 91
5.6 本章小结 95
参考文献 95
第6章 生物质热解特性及过程机理研究 98
6.1 引言 98
6.2 实验样品与方法 98
6.2.1 实验样品 98
6.2.2 实验方法 98
6.3 竹屑热解产物析出特性 99
6.3.1 热解产物分布特性 99
6.3.2 热解生物油组成特性 100
6.3.3 生物炭结构组成特性 103
6.4 基于2D-PCIS的竹屑热解生物炭结构演变机制 104
6.4.1 基于2D-PCIS的分子结构演变特性 104
6.4.2 基于相对峰强度的分子结构演变特性 106
6.5 竹屑等温热解过程中的挥发分释出特性 108
6.6 竹屑等温热解生物炭结构演变规律 110
6.6.1 生物炭表面官能团结构特性 110
6.6.2 基于2D-PCIS的生物炭分子结构演变与关联 111
6.6.3 基于相对峰强度的分子结构变化规律 113
6.7 本章小结 117
参考文献 118
第7章 典型生物质热解特性及与组成结构的关联机制 120
7.1 引言 120
7.2 实验样品与方法 120
7.2.1 实验样品 120
7.2.2 热解过程热分析方法 121
7.2.3 快速热解实验方法 122
7.3 生物质热解失重特性与生物质种类关联 122
7.3.1 典型生物质热解失重特性研究 122
7.3.2 生物质热解失重特性与原料物化特性的关联机制 125
7.4 生物质热解生物油特性与原料组成关联 129
7.4.1 典型生物质热解生物油组成特性 129
7.4.2 生物油成分与原料物化特性的关联机制 130
7.5 本章小结 133
参考文献 134
第8章 生物质催化热解制备高品位液体燃料研究 136
8.1 引言 136
8.2 生物质催化热解实验方法和评价指标 136
8.2.1 生物质催化热解实验方法 136
8.2.2 生物油脱氧方式评价指标 137
8.3 催化剂种类对生物质催化热解特性的影响 138
8.3.1 催化剂种类对生物质催化热解产物分布和气体组成特性的影响 138
8.3.2 催化剂种类对生物质催化热解生物油特性的影响 140
8.3.3 催化剂催化脱氧方式探讨 141
8.4 氧化钙作用下生物质催化热解特性 143
8.4.1 CaO添加量对生物质催化热解特性的影响 143
8.4.2 催化热解温度对生物质CaO催化热解的影响 145
8.4.3 CaO催化热解机制探讨 147
8.5 金属氧化物与ZSM-5协同催化生物质热解特性 149
8.6 微孔分子筛催化热解纤维素制备呋喃类含氧化学品 153
8.7 本章小结 159
参考文献 159
第9章 生物质热解制备功能型生物炭材料研究 162
9.1 引言 162
9.2 实验样品与方法 163
9.2.1 KOH活化热解实验方法 163
9.2.2 活化氨化热解实验方法 164
9.2.3 生物炭结构表征方法 165
9.3 活化剂对生物炭结构的影响 166
9.4 同步活化氨化对生物炭理化结构的影响 172
9.4.1 对生物炭物理孔隙结构的影响 172
9.4.2 对生物炭表面含氮官能团的影响 176
9.4.3 生物质活化氨化一步热解过程机理 178
9.5 掺氮多孔生物炭的电化学特性 180
9.6 本章小结 182
参考文献 182
第10章 生物质富氮热解联产含氮化学品及富氮热解炭材料研究 184
10.1 引言 184
10.2 实验样品与方法 185
10.3 生物质富氮热解联产特性及气体析出特性 186
10.3.1 生物质富氮热解特性 186
10.3.2 生物质富氮热解气体产物析出特性 187
10.4 生物质富氮热解生物油特性 188
10.5 富氮热解炭物化特性 189
10.5.1 富氮热解炭物理孔隙结构特性 189
10.5.2 富氮热解炭化学组成结构特性 191
10.5.3 富氮热解炭材料的电化学性能 192
10.6 本章小结 195
参考文献 195
第11章 总结与展望 199
11.1 生物质热解机理的深入阐述 199
11.2 生物质高值化综合利用展望 200
11.2.1 生物炭的高值化利用 200
11.2.2 生物油的高值化利用 201
11.2.3 生物质热解气利用 201
11.2.4 生物质高值负碳综合利用 202
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