生物质 水热 石墨化
生物质石墨烯的工艺流程
生物质石墨烯的工艺流程：
1、在0°C冰水浴下，将6g天然鳞片石墨在搅拌下缓慢加入到装有120ml浓硫酸的三口烧瓶中。
2、持续搅拌半个小时后，缓慢加入高锰酸钾18g，在搅拌下继续维持0°C搅拌半小时，控制温度不能高于20°C搅拌2小时，不高于35°C搅拌2小时。
3、在保持室温条件下，加入适量去离子水直至反应瓶中不再有溅射现象，继续搅拌半小时。
4、加入适量30%双氧水，直至混合物由黑棕色变为亮黄色且不再有气泡产生。
5、洗涤杂质并干燥，得到氧化石墨絮状固体
6、溶入去离子水中，在超声强度90-105w下超声1-2小时，使氧化石墨片层剥离，获得淡黄色的氧化石墨悬浮液。
生物质热裂解技术
生物质热裂解技术概述摘要：生物质在慢速热裂解的情形下以得到炭为目的的炭化是一种有几千年历史的工艺，由于化工和能源等领域中新型反应工艺的不断开发，人们发现通过改变热裂解过程的温度、加热速率及停留时间等因素，可分别有效地最大化气体和液体产物产量，并且对所得产物进行相应的改性及优化后可用作其他多种用途。
本文简单介绍了生物质热裂解技术发展，对生物质热裂解技术的裂解机理、影响因素，以及生物质热裂解过程及产物组成因素进行概述。
关键词：生物质；热裂解；温度；升温速率前言：生物质通常是木材、竹材、灌木、野草、秸秆等植物纤维来源的天然有机材料（也包括甲壳素等动物来源的天然有机材料）的统称，其主要化学成分是纤维素、半纤维素和木质素，此外尚含有少量品种繁多的其它有机和无机物质。
通过生物质能转换技术可高效地利用生物质能源，生产各种清洁能源和化工产品，是一种对环境友好的可以替代化石能源的可再生的能源,可以有效减少有害气体及烟尘排放量和温室气体增加量,维系全球平衡,提高环境质量;较之其他新能源(如太阳能、风能、地热能及潮汐能等)生物质能源的开发转化技术较容易实现,既可利用生物质能的热能效应又可将简单的热效应充分转化为化学能、电能等高品位能源。
生物质热裂解是指生物质在没有氧化剂（空气、氧气、水蒸汽等）存在或只提供有限氧的条件下，加热到500℃，通过热化学反应将物质大分子物质分解成较小分子的燃料物质的热化学转化技术方法，是目前国内外非常关注的新能源生产技术。
1 生物质热裂解技术简介及工艺类型生物质热裂解是指生物质在完全缺氧或有限氧提供条件下利用热能切断生物质大分子中碳氢化合物的化学键，使之转化为小分子物质的热降解，这种热解过程最终生成液体生物油、可燃气体和固体生物质炭三种，产物的比例根据不同的热裂解工艺和反应条件而发生变化。
生物热裂解的燃料能源转化率可达95.5%，最大限度地将生物质能量转化为能源产品，是生物质能利用技术的主要方法之一，且越来越得到重视，这是因为：○1热解技术对于原料的种类没有严格要求，城市固体废弃物（MSW），农业、林业废物都能气化。
生物质水热液化水相产物形成机理及资源回收
生物质水热液化水相产物形成机理及资源回收生物质水热液化是一种将生物质在高温高压水相条件下转化为液态产物的技术。
这项技术的发展有助于解决能源和环境问题，降低对化石燃料的依赖，并实现生物质资源的高效利用和循环利用。
生物质是指由植物或动物产生的有机物质，如木材、农作物废弃物、农畜禽粪便等。
生物质作为一种可再生能源，具有资源广泛、易获取、减少温室气体排放的优势，因此被广泛关注和利用。
水热液化是一种将生物质转化为液体产物的技术。
在水热液化过程中，生物质被置于高温高压水相环境中，经历一系列的物理和化学反应，最终形成液态产物。
水热液化主要发生在水温200-350°C和压力10-25MPa的条件下。
生物质在水热液化过程中，经历了多个阶段的转化。
首先，生物质的纤维素、半纤维素和木质素等主要组成部分会被水解为糖类、有机酸和其它可溶性低分子产物。
这些产物进一步经历脱水、脱氧等反应，生成的低分子化合物包括醇类、酮类和酚类等。
同时，生物质中的油脂在水热液化过程中也会发生转化。
油脂通过加热和催化作用生成脂肪酸和甘油，进一步转化为醇类和酮类物质。
这些低分子化合物具有较高的能量密度和燃烧特性，可以作为生物燃料或化工原料使用。
除了液态产物外，水热液化过程中还产生了一定量的气体产物，包括甲烷、氢气、一氧化碳和二氧化碳等。
这些气体产物可以通过气体分离和净化技术进行回收利用，用于能源生产或化学工业过程。
水热液化过程中的水相产物主要是液态产物和水相气体产物，如醇类、酮类、酚类等。
这些产物具有较高的价值和广泛的应用前景。
例如，醇类可以作为生物燃料的替代品，用于发电和汽车燃料；酮类可以作为有机合成反应的溶剂或催化剂；酚类可以用于生产化学品和药品等。
对水热液化水相产物的合理回收和利用是提高生物质水热液化技术经济性和环境友好性的重要环节。
现阶段，主要采用的回收技术包括离心、蒸馏、萃取和催化转化等。
这些技术可以实现对水热液化产物中不同组分的分离和提纯，从而得到高纯度的产品。
水热炭化技术
水热炭化技术水热炭化技术是一种将生物质转化成炭的方法，具有简单、高效、环保等优点，被广泛应用于能源、农业和环保等领域。
本文将从定义、原理、应用、优缺点等方面介绍水热炭化技术。
一、定义水热炭化，又称湿法碳化、液相炭化，是指在高温高压下，生物质与水反应形成三相体系，通过水的作用，将生物质部分热解，生成固体炭、液态油和气体等复合物。
最终获得高品质的水热炭化炭。
二、原理生物质在高温高压下，与水反应形成三相体系，水分解成氢气和氧气，氧气与生物质发生氧化反应，生成生物质热解产物，同时生物质发生部分热解，生成裂解油、气体，经沉积和干燥后，形成水热炭化炭。
三、应用1、能源利用水热炭化炭具有高热值和低灰分的特点，可以直接用于生物质清洁能源替代煤。
同时，水热炭化还能生产生物质炭气化燃料、生物质炭制气化发电等多种生物质能源。
2、农业利用水热炭化技术可以将农作物秸秆、农业废弃物转化为水热炭化炭，从而解决处理农业废弃物难题，并能生产高品质的有机肥料，提高土地肥力与作物产量。
3、环保利用水热炭化技术可以有效减少生物质焚烧产生的污染和温室气体排放。
同时，在水热炭化过程中，还能生产出高附加值的活性炭，用于环境治理和污染控制。
四、优缺点1、优点（1）高效：水热炭化具有简单、高效的特点，可以在较短时间内完成生物质的处理。
（2）环保：水热炭化技术可以减少生物质焚烧产生的污染和温室气体排放，是一种低碳环保的生物质能源利用方式。
（3）多功能：水热炭化技术可以生产生物质清洁能源、高品质有机肥料和活性炭等多种产品，具有很高的应用价值。
2、缺点（1）装备成本高：水热炭化技术需要投入较大的设备成本，对企业和个人的资金和技术要求较高。
（2）对原料要求高：水热炭化技术对原料的水分、损失和灰分含量等要求较高，会对原料利用率和成本造成一定的影响。
（3）产品销售门槛高：由于水热炭化炭的生产能力较小，产品销售面临一定的挑战。
五、总结水热炭化技术是一种将生物质转化成炭的方法，在能源、农业和环保等领域具有重要的应用价值。
科技成果——基于亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术
科技成果——基于亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术技术类别减碳技术适用范围农业废弃物处理行业现状我国生物质废弃物资源丰富，但高值化利用率相对偏低。
本技术创新性的采用亚临界水热反应生物质废弃物处理技术，生产具有高附加值的肥料产品和植物型饲料添加剂，具有生物质原料选择范围广、处理过程耗能低、无污染、生物质资源回收率高、工程占地面积小、分布式利用性强等特点。
目前，该技术已在中国、日本建成2条生产线，并在国内十余个省市推广示范，具有较大的推广潜力。
成果简介1、技术原理在密闭压力容器内，将秸秆等生物质与水蒸气混合均匀，在一定的温度和压力下，经加水分解、加压爆破，快速切断大分子有机质之间的分子结合键，使大分子有机物分解成小分子物质，选择性提取黄腐酸等有效成分。
该技术的生物质资源回收率可达到85%以上，生产的高附加值黄腐酸有机肥产品可增加土壤稳定态有机碳的含量，减少氮肥、农药用量；生产的植物型动物饮料添加剂产品，可减少动物胃肠道发酵和粪便排放的CH4，碳减排效果明显。
2、关键技术（1）亚临界低分子化技术在亚临界状态下，通过水热反应、水蒸气爆破切断生物质有机物中不同的分子结合键，发生低分子化，产生小分子营养物质，选择性提取生化黄腐酸，解决高耗能技术瓶颈。
图1 亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用工艺流程图（2）循环多段式加压爆破技术提取生物质中不同聚合度、不同耐热性的有机物，同时提高低分子化效率。
（3）固、液相物质一步式分离技术分离装置根据分子量大小不同，一步式分离出不同有效成分，且在分离过程中添加惰性气体等特殊处理，防止分离物被氧化或混入杂菌。
（4）微生物发酵、生物酶分解技术根据不同微生物以及生物酶的单一性，对经亚临界水热反应处理后的固、液相处理物经进一步低分子化处理成纳米级，提高肥效和生物活性。
3、工艺流程亚临界水热反应生物质废弃物资源化利用技术的工艺流程见图1。
将生物质投入亚临界水热反应装置，经亚临界水热反应处理后，并经一步式分离装置分离，产生固、液、气三相物质；固相物质通过微生物发酵进一步低分子化生成微纳米生物肥料；气相物质通过液化回收后与液相物质混合，再经生物酶分解，进一步低分子化生成植物叶面营养液、动物肠胃调理剂、氨氮吸收液、水质调节剂等。
生物质生产硬碳工艺流程
生物质生产硬碳工艺流程生物质是指来自植物、动物和微生物等生物体的可再生有机物质。
生物质资源丰富，具有可再生性和环境友好性，因此被广泛应用于能源和化工领域。
其中，生物质生产硬碳工艺是一种将生物质转化为高质量硬碳材料的方法。
生物质生产硬碳的工艺流程主要包括原料准备、炭化和后处理等环节。
首先，对生物质原料进行准备。
生物质原料可以是木材、秸秆、植物纤维等，需要经过破碎和筛分等处理，将其转化为均匀颗粒状的粉末状物料。
这样可以增加炭化反应的速率和均匀性。
接下来是炭化过程。
炭化是指将生物质原料在高温下分解为固体炭和气体产物的过程。
一般情况下，炭化需要在无氧或缺氧的条件下进行，以避免生物质完全燃烧。
炭化温度一般在500-900摄氏度之间，可以根据不同原料的特性和所需硬碳产品的性质进行调节。
炭化过程中，生物质中的有机物质会发生热解、干馏和气化等反应，最终生成固体炭和气体产物。
炭化后，需要对产生的固体炭进行后处理。
后处理的目的是进一步提高炭的质量和性能。
常见的后处理方法包括活化、热处理和表面改性等。
活化是指用化学或物理方法使炭材料表面形成大量微孔，提高其比表面积和吸附性能。
热处理是指将炭材料在高温下进行再炭化或石墨化，以提高其晶体结构和导电性能。
表面改性则是通过化学方法对炭材料进行改性，引入特定的官能团或改变其表面性质。
生物质生产硬碳工艺的优点在于可持续性和环保性。
生物质是可再生资源，其利用不会对环境造成永久性损害。
而且，生物质生产硬碳的过程中不产生二氧化碳等温室气体和有害物质的排放，对于缓解气候变化和改善环境质量具有积极意义。
生物质生产硬碳的应用领域广泛。
硬碳材料具有高比表面积、高孔隙度和良好的化学稳定性，被广泛应用于电化学储能、吸附分离、催化剂载体等领域。
例如，生物质生产的硬碳可以作为超级电容器的电极材料，具有高电容量和长循环寿命；也可以作为吸附剂用于废水处理和气体分离，具有高吸附容量和选择性。
生物质生产硬碳工艺是一种可持续、环保且具有广泛应用前景的技术。
木质纤维素生物质水热原位加氢液化机制及产物特性研究
木质纤维素生物质水热原位加氢液化机制及产物特性研究木质纤维素是一种可再生的生物质资源，具有广泛的应用潜力。
将木质纤维素进行水热原位加氢液化可以将其转化为液体燃料、化工原料和高分子材料等有价值的产物。
本文旨在研究木质纤维素水热原位加氢液化机制及产物特性。
水热原位加氢液化是指将木质纤维素在高温高压下与氢气反应，通过热解、水热解和氢解等反应将其转化为液体产物。
在水热条件下，水分子可以通过与木质纤维素中的羟基发生缩合反应形成酸碱催化剂（如H+、OH-），使得纤维素裂解能力增强。
同时，在高温高压的条件下，氢气会与纤维素中的酮基或羰基发生加氢反应，生成醇类化合物。
由于反应条件和催化剂的不同，水热原位加氢液化过程可以得到不同种类和含量的产物。
研究发现，水热原位加氢液化后的产物主要包括液体燃料、酚类化合物、糖类化合物和非挥发物等。
液体燃料主要包括芳香烃和饱和烃，在木质纤维素的裂解过程中形成。
酚类化合物是纤维素水热解产物中的主要组分，主要包括酚、醛、酮和羧酸等。
糖类化合物主要来自于纤维素水解过程中的糖类单体，可以通过后续处理转化为高价值的化学品。
非挥发物是由于反应条件不当或反应过程中的副反应产生的，如颗粒和焦油等。
此外，木质纤维素的水热原位加氢液化过程还受到反应温度、反应时间、催化剂种类和负载剂等因素的影响。
反应温度和反应时间对产物种类和产率具有重要影响。
适当的反应温度和充分的反应时间可以有效提高液化产物的收率和质量，过高或过低的温度和时间会导致产物的分解和副反应的产生。
不同种类和负载剂的催化剂对木质纤维素水热原位加氢液化过程中的反应速率和产物分布有重要影响。
综上所述，木质纤维素的水热原位加氢液化是一种有效的将生物质资源转化为有价值产物的方法。
通过研究其机制及产物特性，可以为水热原位加氢液化过程的优化提供理论和实践的指导。
未来的研究还可以进一步探索反应条件和催化剂的优化，提高产物收率和质量，实现木质纤维素的高效利用。
第三章生物质的结构及组成
第三章生物质的结构及组成第3章生物质的结构及组成生物质是多种多样的，它包括植物、动物和微生物。
其组成成分也多种多样，主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。
从能源利用的角度看，利用潜力较大的是由纤维素、半纤维素组成的全纤维素类生物质，因此，本章重点介绍植物类生物质的结构及组成。
3.1生物质的组成成分与化学结构生物质主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。
树木主要是由纤维素、半纤维素、木质素组成的，草本作物也基本由上述三种主要组成，但组成比例不同。
而谷物含淀粉较多，污泥和家畜粪便则含有较多的蛋白质和脂质。
因此，不同种类的生物质，其成分差异很大。
上述组成成分，由于化学结构的不同，其反应特性也不同。
因此，根据生物质组成选择相应的能源转化方式十分重要。
3.1.1纤维素(cellulose)一、纤维素的分子结构吡喃葡萄糖酐(1-5)彼纤维素是天然高分子化合物。
经过长期的研究，确定其化学结构是由很多D—此以β(1-4)苷键连结而成的线形巨分子，其化学式为CHO，化学结构的实验分子式为(CHO)(n为61056105n聚合度)，含碳44.44%，氢6.17%，氧49.39%三种元素组成。
棉花几乎100%由纤维素组成，而木材中还含有半纤维素和木质素，纤维素平均含量为40%~50%。
(1)葡萄糖环形结构?纤维素完全水解时得到99%的葡萄糖，其分子式为CHO，说明有一度的未饱和，其还原反应产物，6105证明相当于六个碳原子组成的直链，并存在着碳酰基。
?葡萄糖的碳酰基是半缩醛基(hemiacetal group)，很多实验证明葡萄糖有一个醛基，这个醛基位于葡萄糖分子的端部，且是半缩醛的形式。
?葡萄糖半缩醛结构的立体环为(1-5)连接(已证明葡萄糖的半缩醛基由同一葡萄糖分子中的两种基团形成(所以是环状的半缩醛结构，位于C上的羟基优先与醛羰酰基起作用，形成C—C，糖苷键(glycosidic 5l5bond)连接的六环(吡喃环)结构。
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生物质水热石墨化
摘要：
1.生物质的概述
2.水热石墨化的概念及过程
3.生物质水热石墨化的应用
4.我国在生物质水热石墨化领域的研究进展
正文：
一、生物质的概述
生物质是指来源于生物体的有机物质，包括植物、动物和微生物等。
生物质能源是一种可再生、可生物降解的绿色能源，具有广泛的应用前景。
生物质的主要成分是碳水化合物、木质素、蛋白质等有机物质，其来源广泛，包括农作物残留物、林业废弃物、动物粪便等。
二、水热石墨化的概念及过程
水热石墨化是一种通过水热法制备石墨烯的技术。
在这一过程中，生物质原料在高温、高压的水环境中发生热化学反应，生成石墨烯。
水热石墨化过程通常包括以下几个步骤：生物质的预处理、水热反应、产物的分离与纯化等。
三、生物质水热石墨化的应用
生物质水热石墨化产物——石墨烯具有高导电性、高强度、超薄等特点，广泛应用于新能源、新材料等领域。
例如，石墨烯可用于制备超级电容器、锂离子电池、太阳能电池等新能源器件，以及增强塑料、涂料、复合材料等新材料。
四、我国在生物质水热石墨化领域的研究进展
我国在生物质水热石墨化领域取得了显著的研究成果。
一方面，我国科研人员在生物质原料的选择、水热反应条件优化等方面进行了深入研究，提高了石墨烯的产率和质量。
另一方面，我国积极推动生物质水热石墨化技术的产业化发展，已有多家企业成功实现了石墨烯的规模化生产。