松木成分含量表
常见材料导热系数(史上最全新版)
导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。
这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。
不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。
单粒物料的导热性能好于堆积物料。
稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。
非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。
导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方M面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/M·度导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。
材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。
通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/M摄氏度以下的材料称为高效保温材料。
导热系数高的物质有优良的导热性能。
在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。
锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。
而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。
但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。
当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫M）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。
对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。
一般常把导热系数小于0。
8x10的3次方瓦/（M时·摄氏度）的材料称为保温材料。
例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。
植物纤维原料的化学组成
聚-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖 聚葡萄糖甘露糖
阔叶材：
01
聚半乳糖葡萄糖甘露糖 聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖
针叶材：
02
聚阿拉伯糖-4-0-甲基葡萄糖醛酸木糖
禾本科：
03
木素（木质素，Lignin）
木素含量：针叶材>阔叶材>禾本科>棉花。
2．的概念
1964年Timell提出：半纤维素是低分子量的聚糖类（其平均聚合度近200），它和纤维素一起正常地产生在组织中，它们可以从原来的或从脱去木素的物料中被水或碱水溶液（这是常用）抽提出来。
木糖(Xylose)、阿拉伯糖(Arabinose)、甘露糖(Mannose)、葡萄糖(Glucose)、半乳糖(Galactose)、4-0-甲基葡萄糖醛酸(4-0-Methyl-Glucuronic Acid)、半乳糖醛酸(Galacturonic Acid)、葡萄糖醛酸(Glucuronic Acid)。
3、禾本科原料抽出物
比木材的更低：蜡质、高级脂肪酸、高级醇
2、阔叶材的抽出物
含量少：脂肪酸、中性物等。
不同原料的有机溶剂抽出物
01
主要组成：松香酸、松节油、萜烯类化合物、脂肪酸及不皂化物等。
02
含量：较高，如：红松的乙醚抽提物为4.69%，马
03
尾松乙醚抽提物为4.43%。
04
存在位置：树脂道和射线薄壁细胞中。
第二节 植物纤维原料的化学成分
利用原料、制定生产工艺条件的基本依据 与产品的产量和质量有密切关系 影响生产过程及综合利用等方面
汇报人姓名
少量组分 细胞壁的主要组分
有机溶剂抽出物 纤维素 半纤维素
酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响
林业工程学报，２０２３，８（３）：９９－１０４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２２１１０１９收稿日期：２０２２－１１－１５㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０３－１０基金项目：江苏省自然科学基金（ＢＫ２０２００７９４）；南京林业大学大学生创新训练计划（２０２１ＮＦＵＳＰＩＴＰ０１０６）；国际科技创新合作重点项目（２０１８ＹＦＥ０１８３６００）；国家自然科学基金（５１８７６０９３，５２１０６２４９）㊂作者简介：单保臻，女，研究方向为生物质热化学利用技术㊂通信作者：张书，男，教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓ．ｚｈａｎｇ＠ｎｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响单保臻，谢海洋，李蔷，张昊，严姗姗，高雯然，张书∗（南京林业大学材料科学与工程学院，南京２１００３７）摘㊀要：为了研究酸洗处理对生物炭性质的影响及其对生物油浆体系中生物炭吸附生物油的影响，笔者采用ＨＣｌ酸洗处理，分别制备了对松木原料酸洗和对热解炭化料酸洗的生物炭，同时在相同的热解条件下制备了仅水洗处理的生物炭作为实验对照㊂采用傅里叶红外光谱㊁比表面积及孔径分析㊁Ｘ射线衍射㊁拉曼光谱等手段对上述３种生物炭进行表征，并利用３种生物炭吸附生物油，利用气相色谱⁃质谱联用分析被不同生物炭样品吸附的生物油的成分差别㊂实验结果表明，松木原料酸洗对热解炭的性质影响更大，炭表面的Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ含量增加，比表面积也更大，而晶体结构和石墨化程度变化不大㊂３种生物炭均对生物油有较好的吸附性能，对糖类㊁酚类㊁酸类㊁酮类㊁醛类都有较强的吸附力㊂由于酸洗预处理松木原料的生物炭具有较高含量的Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ㊁较大的比表面积，对生物油有更高的吸附能力，也对生物油中酸类㊁酮类的吸附选择性更好㊂生物炭能够通过氢键和静电作用吸附易促进结焦的酸类㊁酮类，通过π⁃π相互作用吸附易结焦的酚类，有利于抑制生物油浆的结焦，推动生物油浆的广泛应用㊂关键词：生物炭；酸洗；吸附；生物油；生物油浆中图分类号：ＴＫ６㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０３－００９９－０６Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｏｃｈａｒａｎｄｉｔｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎｂｉｏ⁃ｏｉｌＳＨＡＮＢａｏｚｈｅｎ，ＸＩＥＨａｉｙａｎｇ，ＬＩＱｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧＨａｏ，ＹＡＮＳｈａｎｓｈａｎ，ＧＡＯＷｅｎｒａｎ，ＺＨＡＮＧＳｈｕ∗（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏ⁃ｓｌｕｒｒｙｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｆｕｅｌｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｉｘｉｎｇｂｉｏ⁃ｏｉｌａｎｄｂｉｏｃｈａｒｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｂｉｏｍａｓｓｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｐｙｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｓａｐｒｏｍｉｓｉｎｇａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｂｉｏ⁃ｏｉｌ，ｓｕｃｈａｓｖａｒｉｏｕｓｐｈｅｎｏｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｔｈａｔｔｅｎｄｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅａｎｄｃｏｋｅｗｈｅｎｈｅａｔｅｄ，ａｎｄａｃｉｄｓａｎｄｋｅｔｏｎｅｓｔｈａｔｔｅｎｄｔｏｐｒｏｍｏｔｅｃｏｋｉｎｇｗｈｅｎｈｅａｔｅｄ，ｄｉｒｅｃｔｌｙａｆ⁃ｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏ⁃ｓｌｕｒｒｙ．Ｂｉｏｃｈａｒｉｓａｎａｄｓｏｒｂｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｇｏｏｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓ，ｓｏｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｏｋｉｎｇｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｂｙｂｌｏｃｋｉｎｇｔｈｅｃｏｋｉｎｇ⁃ｐｒｏｎｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｉｎｔｈｅｐｏｒｅｃｈａｎｎｅｌｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓａｃｏｍｍｏｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｂｉｏｃｈａｒ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｏｎｂｉｏｃｈａｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｏｃｈａｒａｎｄｂｉｏ⁃ｏｉｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙｔｈｅｂｉｏｃｈａｒｉｎｂｉｏ⁃ｓｌｕｒｒｙｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｂｉｏｃｈａｒａｃｉｄ⁃ｗａｓｈｅｄｏｎｒａｗｐｉｎｅｗｏｏｄ（ＨＣｌ⁃ＢＣ）ａｎｄａｃｉｄ⁃ｗａｓｈｅｄｏｎｐｙｒｏｌｙｓｉｓｃａｒｂｏｎｉｚｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＢＣ⁃ＨＣｌ）ｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙｕｓｉｎｇｔｈｅＨＣｌａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｂｉｏｃｈａｒｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｗａｔｅｒ⁃ｗａｓｈｉｎｇｏｎｌｙｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｓｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｔｒｏｌ．ＴｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｂｉｏｃｈａｒｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｔｈｅＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴ⁃ＩＲ），ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｐｏｒｅｓｉｚｅ，Ｘ⁃ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄＲａｍａｎａｎａｌｙｓｅｓ．Ｂｉｏ⁃ｏｉｌｗａｓａｄｓｏｒｂｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｂｉｏｃｈａｒ，ａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌａｄｓｏｒｂｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｉｏｃｈａｒｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ⁃ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＧＣ⁃ＭＳ）．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｐｉｎｅｗｏｏｄｈａｄａｇｒｅａｔｅｒｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｂｉｏｃｈａｒ，ｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅＣ 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Ｏａｎｄｌａｒｇｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ａｎｄａｌｓｏｈａｄｂｅｔｔｅｒｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｆｏｒａｃｉｄｓａｎｄｋｅｔｏｎｅｓｉｎｂｉｏ⁃ｏｉｌ．Ｂｉｏｃｈａｒｉｓａｂｌｅｔｏａｄｓｏｒｂａｃｉｄｓａｎｄｋｅｔｏｎｅｓｔｈａｔｔｅｎｄｔｏ林业工程学报第８卷ｐｒｏｍｏｔｅｃｏｋｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｉｎｇａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ａｎｄａｄｓｏｒｂｐｈｅｎｏｌｓｔｈａｔｔｅｎｄｔｏｃｏｋｅｔｈｒｏｕｇｈπ⁃πｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｉｎｈｉｂｉｔｃｏｋｉｎｇｏｆｂｉｏ⁃ｓｌｕｒｒｙａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏ⁃ｓｌｕｒｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｃｈａｒ；ａｃｉｄｗａｓｈｉｎｇ；ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｂｉｏ⁃ｏｉｌ；ｂｉｏ⁃ｓｌｕｒｒｙ㊀㊀生物油浆是将生物质热解产生的生物炭悬浮于生物油中制备得到的浆体燃料，相对于生物质提高了能量密度，便于管道运输，从而降低了运输成本且降低了生物油的酸性㊁腐蚀性，可以用于燃烧㊁热解㊁气化［１－２］㊂生物油浆的应用是推广生物质能利用㊁助力我国实现碳达峰㊁碳中和目标的一项重要方式㊂然而，生物油受热易聚合生成焦油／焦炭，进而堵塞反应器并降低目标产物收率［３－４］，这一问题阻碍了生物油浆的应用㊂众所周知，生物炭作为一种多孔材料可以吸附有机物，生物炭也被用作去除焦油或处理热解废水的吸附剂㊂此外，已有研究表明生物油浆中的生物炭对生物油组分的吸附有一定的选择性［１，５］㊂因此将生物油中受热易结焦的糖类㊁酚类及促进结焦反应的酸类㊁酮类吸附在生物炭孔隙中是阻碍其聚合结焦的一种简单有效的方法［３］㊂迄今为止，在生物油浆系统中生物炭对生物油的吸附行为还鲜见系统的研究，通过改性生物炭结构实现生物炭对生物油组分的选择性吸附还需进一步探究㊂酸洗处理是生物炭最常用的改性方法，所得的改性生物炭往往具有更好的吸附特性㊂酸洗处理可以分为对生物质原料进行酸洗预处理和对生物炭进行酸洗处理两种方式［６］㊂基于上述论述，本研究选用ＨＣｌ为酸洗试剂，在８００ħ㊁ＣＯ２气氛下分别制备了热解前酸洗松木原料和热解后酸洗炭化料的两种酸洗改性生物炭，并以未酸洗仅水洗处理的生物炭为对照，考察酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响，探究生物炭对生物油组分的吸附机理，为调控生物炭结构，促进其抑制生物油浆结焦提供理论基础㊂１㊀材料与方法１．１㊀试验材料ＨＣｌ（体积分数３６％ ３８％，分析纯）㊁丙酮（分析纯和色谱纯），均购自南京化学试剂股份有限公司；生物油（ＢＯ）采用购于荷兰ＢＴＧｂｉｏｌｉｑｕｉｄｓ公司的木材快速热解油；实验中所用的水均为去离子水㊂１．２㊀试验方法１．２．１㊀生物炭的制备将松木粉碎并筛分为６０ １００目（孔径为０．１５ ０．２５ｍｍ）木粉，记为ＰＷ㊂将ＰＷ浸泡于１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ溶液中并且在室温下磁力搅拌２４ｈ进行酸洗，再用去离子水冲洗直至松木样品为中性，随后在８０ħ下烘干，酸洗过的松木，记为ＨＰＷ㊂ＰＷ和ＨＰＷ均使用实验室规模的管式炉先在５００ｍＬ／ｍｉｎ的Ｎ２气氛下以１０ħ／ｍｉｎ升温至８００ħ并保温，随后气体切换为２００ｍＬ／ｍｉｎ的ＣＯ２进行活化１ｈ，再切换为Ｎ２３０ｍｉｎ以减小ＣＯ２在管内的扩散时间的干扰，反应结束后在Ｎ２条件下冷却至室温㊂将ＨＰＷ制成的生物炭水洗２４ｈ后得到了酸洗松木原料的生物炭，记为ＨＣｌ⁃ＢＣ；将部分ＰＷ制成的生物炭用１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ酸洗２４ｈ，再水洗至中性，得到了酸洗炭化料的生物炭，记为ＢＣ⁃ＨＣｌ；另将部分ＰＷ制成的生物炭仅水洗２４ｈ，记为ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ，作为对照㊂为了去除在高温热解过程中生物炭内部残留的部分生物油，将所有制成的生物炭均用丙酮溶液洗涤２４ｈ，再用去离子水冲洗掉残余丙酮，冲洗后的生物炭在８５ħ下烘干至质量恒定，储存在密封容器中，得到生物炭样品㊂１．２．２㊀生物炭结构表征分别采用ＴＧ２０９Ｆ３Ｔａｒｓｕｓｓｅｒｉｅｓ型热重分析仪（ＴＧ，德国Ｎｅｔｚｓｃｈ）和２４００ｓｅｒｉｅｓＩＩ型元素分析仪（美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）对生物炭进行工业分析和元素分析；采用ＶＥＲＴＥＸ８０Ｖ型傅里叶红外光谱仪（ＦＴ⁃ＩＲ，德国Ｂｒｕｋｅｒ）和Ｋ⁃Ａｌｐｈａ型Ｘ射线光电子能谱仪（ＸＰＳ，美国ＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）分析生物炭的官能团；分别采用ＤＸＲ５３２型拉曼光谱仪（Ｒａ⁃ｍａｎ，美国Ｔｈｅｒｍｏ）和ＵｌｔｉｍａＩＶ型Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ，日本Ｒｉｇａｋｕ）分析生物炭的石墨化程度和晶型结构；采用ＢＳＤ⁃ＰＭ４型比表面积与孔径分析仪（北京贝士德仪器科技有限公司）在７７Ｋ下基于Ｎ２吸⁃脱附曲线测定生物炭的比表面积（ＳＢＥＴ）㊁总孔体积（Ｖ）和微孔体积（Ｖｍｉｃｒｏ）㊂１．２．３㊀生物油吸附实验参照文献［１，５］中的方法，首先将３种生物炭ＨＣｌ⁃ＢＣ㊁ＢＣ⁃ＨＣｌ㊁ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ分别与生物油混合均匀制备成生物油浆，其中生物炭质量占生物油浆总质量的５％㊂随后在室温下振荡２４ｈ，使得生物炭对生物油的吸附达到平衡，通过离心将生物油浆分离成２个部分，上层为吸附后的生物油（ＵＡＢＯ），下层为吸附饱和的生物炭，抽取出上层ＵＡＢＯ并反复离心直至无液体分离㊂在室温下把丙酮和吸附饱和的生物炭加入离心管中，充分振荡后离心出上００１㊀第３期单保臻，等：酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响层溶液，反复操作直至溶液无色，收集得到被吸附的生物油（ＡＢＯ）溶液，过０．４５μｍ的滤膜后，再用丙酮进一步稀释至所有ＡＢＯ的质量分数为３００００ｍｇ／ｋｇ用于７８９０Ａ型气相色谱⁃质谱联用仪（ＧＣ⁃ＭＳ，美国Ａｇｉｌｅｎｔ）分析测试㊂同时，ＢＯ也经丙酮稀释至相同体积分数作为空白对照㊂１．２．４㊀生物油吸附结果计算与表征测定生物油浆中生物炭对生物油的吸附率，每组生物炭样品做３组平行实验，结果取平均值㊂具体计算公式如下：吸附率＝（ｍ１－ｍ２）／ｍ２ˑ１００％＝ｍ３／ｍ２（１）式中：ｍ１为吸附饱和的生物炭的质量，ｇ；ｍ２为丙酮洗脱ＡＢＯ后剩余生物炭的质量，ｇ；ｍ３为被吸附的生物油的质量，ｇ㊂利用ＧＣ⁃ＭＳ分析生物油样品中有机物的组成及含量㊂色谱条件为：ＶＦ⁃１７０１ｍｓ（长度ˑ内径ˑ膜厚＝３０ｍˑ２５０μｍˑ０．２５μｍ）毛细管柱；载气Ｈｅ流量为１ｍＬ／ｍｉｎ，分流比为１０ʒ１；升温程序设置为４０ħ保持３ｍｉｎ，然后以５ħ／ｍｉｎ的速率上升到２００ħ，再以１０ħ／ｍｉｎ上升到２８０ħ，保持３ｍｉｎ㊂质谱条件：电离方式为ＥＩ，电子轰击能量为７０ｅＶ，扫描范围为５０ ３００ｍ／ｚ㊂根据美国国家标准与技术研究院ＮＩＳＴ１１谱库进行检索获得油相的成分，并参照文献［１］的方法用相对校正因子算得生物油成分的相对峰面积和含量㊂２㊀结果与分析２．１㊀生物炭结构分析生物炭样品中的灰分㊁挥发分含量以及固定碳含量的数据见表１㊂由表１可知，与ＢＣ⁃ＨＣｌ和ＨＣｌ⁃ＢＣ相比，ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ的灰分含量明显更高，为４．４４％，说明相较于水洗，酸洗更能有效地去除炭中的灰分㊂表１㊀生物炭㊁生物油的工业分析及元素分析Ｔａｂｌｅ１㊀Ｐｒｏｘｉｍａｔｅａｎｄｕｌｔｉｍａｔｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｂｉｏｃｈａｒａｎｄｂｉｏ⁃ｏｉｌ样品工业分析（质量分数）／％元素分析（质量分数）／％水分挥发分灰分固定碳ａＣＨＯｂＮＳＨ与Ｃ原子比Ｏ与Ｃ原子比ＢＯｃ２４．００００．０２０５３．３１７．５０３９．０５０．１００．０２１．６８８０．５４９ＨＣｌ⁃ＢＣｄ０５．８８１．５９９２．５３９４．６１０．９５２．４７０．２６０．１３０．１２００．０２０ＢＣ⁃ＨＣｌｄ０７．０９１．１６９１．７５９４．７７０．７７３．０００．２６０．０４０．０９７０．０２４ＢＣ⁃Ｈ２Ｏｄ０７．６４４．４４８７．９３９４．１００．７７０．５００．１８０．０２０．０９９０．００４㊀注：ａ）固定碳质量分数＝１００％－挥发分质量分数－灰分质量分数；ｂ）Ｏ质量分数＝１００％－Ｎ质量分数－Ｈ质量分数－Ｃ质量分数－Ｓ质量分数－灰分质量分数；ｃ）收到基；ｄ）干燥基㊂㊀㊀此外，ＢＣ⁃ＨＣｌ的灰分含量低于ＨＣｌ⁃ＢＣ，说明炭化后酸洗去除炭中灰分的效果更好㊂ＨＣｌ⁃ＢＣ的挥发分含量相对较低，这是由于ＨＣｌ破坏了松木中纤维素㊁半纤维素的结构，提高了其热解反应性，促进了热解过程中挥发分的析出［７－８］㊂这表明对原料进行酸洗能够提高固定碳含量，增加生物炭结构的稳定性㊂采用元素分析仪来测定生物炭样品中的Ｃ㊁Ｈ㊁Ｎ和Ｓ含量，由差减法算出Ｏ含量，ＢＣ⁃ＨＣｌ和ＨＣｌ⁃ＢＣ的Ｏ含量较高㊂这是由于酸洗去除了灰分而能够提供较多的活性位点［６］㊂生物炭的孔隙结构特征如表２所示㊂ＨＣｌ⁃ＢＣ酸洗预处理松木，一方面去除了部分灰分扩展了松木的孔道，另一方面热解过程中析出了更多的挥发分（见工业分析）；因此ＨＣｌ⁃ＢＣ样品的ＳＢＥＴ和Ｖｍｉｃｒｏ明显增加，孔隙更发达㊂相较于ＢＣ⁃ＨＣｌ，ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ比表面积略低，这与矿物质在孔道内的堆积阻碍了孔隙的形成有关，酸洗可以有效去除矿物杂质，进一步暴露生物炭表面的活性位点，这有利于吸附有机物［６］㊂ＸＰＳ分析常用来表征生物炭的表面原子键合情况㊂将３种生物炭的Ｃ１ｓ峰进行分峰拟合，所得表面官能团的种类及含量如表２所示㊂由表２可知，生物炭表面主要由Ｃ㊁Ｏ和Ｎ组成，与ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ相比，ＨＣｌ⁃ＢＣ与ＢＣ⁃ＨＣｌ的Ｃ含量都较高，而表面的Ｏ含量却较低㊂这是因为ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ没有经过酸洗，灰分含量最高，灰分中含有Ｏ元素也会被ＸＰＳ分析出来㊂结合工业分析的结果可以看出，ＨＣｌ⁃ＢＣ与ＢＣ⁃ＨＣｌ的灰分含量差距不大，但ＨＣｌ⁃ＢＣ的Ｏ含量明显较高，说明酸洗松木原料能增加生物炭表面含氧官能团的含量㊂这是因为松木原料的结构稳定性远远小于炭化料，用同质量分数的ＨＣｌ酸洗松木原料对生物炭的性质影响更大，这与之前的研究结果相一致［９］㊂此外，生物炭表面的基团有４种：碳碳键（Ｃ Ｃ／Ｃ Ｃ）㊁碳氧单键（Ｃ Ｏ）㊁碳氧双键（Ｃ Ｏ）和羧酸根（ ＣＯＯＨ）［１０］㊂ＨＣｌ⁃ＢＣ表面的 ＣＯＯＨ含量较低㊁Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ含量１０１林业工程学报第８卷较高，由此猜想酸洗生物质可能有利于热解过程中ＣＯＯＨ转化成Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ㊂３种生物炭的表面含氧官能团都很丰富，这有利于在吸附过程中提供活性位点与生物油分子相互作用［１１］㊂表２㊀生物炭表面含氧官能团种类与质量分数及孔隙结构分析Ｔａｂｌｅ２㊀ＡｎａｌｙｓｅｓｏｆｔｈｅｔｙｐｅａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｕｒｆａｃｅＯ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓａｎｄｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｉｏｃｈａｒ样品Ｃ㊁Ｏ㊁Ｎ元素与官能团质量分数／％孔隙结构ＣＯＮＣ Ｃ／Ｃ ＣＣ ＯＣ Ｏ ＣＯＯＨＳＢＥＴ／（ｍ２㊃ｇ－１）Ｖ／（ｍＬ㊃ｇ－１）Ｖｍｉｃｒｏ／（ｍＬ㊃ｇ－１）ＨＣｌ⁃ＢＣ９１．９６７．２２０．８２７１．９０７．００７．２０１３．９０７３６．４０．３４０．２６７ＢＣ⁃ＨＣｌ９２．７１６．４２０．８７７０．８０５．９０７．００１６．３０５８１．９０．４００．１２４ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ９１．７８７．４００．８１７０．７０６．５０６．５０１６．３０５６０．６０．４１０．１１５㊀㊀为了进一步研究３种炭的官能团的性质，用ＦＴ⁃ＩＲ对生物炭的官能团进行分析，结果如图１所示㊂在１０５２ １１１２ｃｍ－１（Ｃ Ｏ或Ｃ Ｏ Ｃ）㊁１６３０ｃｍ－１（芳香性Ｃ Ｃ或Ｃ Ｏ）㊁２９２４ｃｍ－１（ ＣＨ２）和３４３６ｃｍ－１（ ＯＨ）处的峰表明３种生物炭都含有丰富的官能团［１２－１３］㊂酸洗预处理松木后生物炭的Ｃ Ｏ峰拉伸增强，表明酸洗预处理增加了生物炭表面的含氧官能团，这与ＸＰＳ的结果相一致㊂生物炭样品的晶体结构显示了生物炭样品的ＸＲＤ衍射图㊂图１ｂ可见，不同处理方式的生物炭都在２４ʎ和４４ʎ左右出现了较宽的石墨特征峰，样品均为有类石墨微晶结构的无定形碳［１４］㊂ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ含有较强的碳酸钙特征峰，说明水洗并没有将灰分去除干净，且灰分的主要成分为碳酸钙㊂３种样品的石墨特征峰强度相差不大，说明酸洗对生物炭晶体结构的影响较小㊂用拉曼光谱仪对生物炭的石墨化程度进行表征，图１ｃ中的Ｄ峰（１３４５ｃｍ－１）源自ｓｐ３碳原子的伸缩振动，表明碳结构存在的缺陷和无序，而Ｇ峰（１５８５ｃｍ－１）则来自ｓｐ２碳原子的伸缩振动，代表芳香环结构，ＩＤ／ＩＧ值（Ｄ峰与Ｇ峰面积比）与石墨化程度和碳结构的有序性呈现负相关［１４］㊂由图１ｃ可知，３种炭的ＩＤ／ＩＧ值相差不大，总体上酸洗对生物炭石墨化程度的影响较小㊂图１㊀生物炭的红外光谱图㊁ＸＲＤ图和拉曼光谱图Ｆｉｇ．１㊀Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａ，ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒａｏｆｂｉｏｃｈａｒ２．２㊀生物炭吸附生物油分析３种生物炭样品对生物油的吸附效果如图２ａ所示㊂经过了酸洗处理，尤其是酸洗松木原料的生物炭对生物油的吸附能力显著提高，这是因为酸洗处理后生物炭具有更发达的孔隙结构，吸附容量更大且含氧量高有利于提高吸附能力㊂而ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ的吸附效果较差，可能是因为其灰分占据了部分活性位点，堵塞了孔道且Ｏ含量低㊁含氧官能团的数量较少㊂因此，在实际应用中，选取孔隙发达㊁含氧官能团丰富的生物炭有利于吸附更多的生物油㊂由ＧＣ⁃ＭＳ检测（表３）可知，ＡＢＯ与ＢＯ中的成分一致，都有糖类㊁酚类㊁酸类㊁酮类㊁醛类㊁醇类以及酯类，其中醇类和酯类含量较低㊂３种生物炭对糖类㊁酚类㊁酸类㊁酮类㊁醛类都有较强的吸附力，说明利用生物炭的吸附作用吸附生物油中易结焦糖类㊁酚类和易促进结焦的酸类㊁酮类是可行的（图２ｂ）㊂与ＢＣ⁃Ｈ２Ｏ对照可知，ＨＣｌ⁃ＢＣ对酸类㊁酮类的吸附选择性较高㊂根据之前对生物炭的表征，ＨＣｌ⁃ＢＣ的微孔体积最大，官能团Ｃ Ｏ㊁Ｃ Ｏ含量最多㊂Ｃ Ｏ㊁Ｃ Ｏ作为含氧官能团可以通过氢键㊁静电作用实现对酸类㊁酮类的吸附作用［１５－１６］，而较大的微孔体积可以提供更多的吸附位点且能通过孔隙填充作用促进吸附［１，１７］㊂３种生物炭对酚类都有较好的吸附效果，但差别较小，这可能是由于本研究中的３２０１㊀第３期单保臻，等：酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响种生物炭都是高温炭化制备，石墨化程度都较高，而生物炭的石墨化结构与酚类的苯环结构之间的π⁃π相互作用是生物炭吸附酚类的主要机制［１，１５］，因此３种生物炭对酚类的选择性差距较小㊂图２㊀生物炭对生物油的吸附率和被生物炭吸附的生物油各组分的质量分数Ｆｉｇ．２㊀Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｂｙｂｉｏｃｈａｒａｎｄｍａｓｓｒａｔｉｏｓｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｄｓｏｒｂｅｄｂｙｂｉｏｃｈａｒ表３㊀ＧＣ⁃ＭＳ检测出的生物油样品的组分及质量分数Ｔａｂｌｅ３㊀Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｍａｓｓｒａｔｉｏｓｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＧＣ⁃ＭＳ组分化合物保留时间／ｍｉｎ质量分数／％ＡＢＯ⁃ＨＣｌ⁃ＢＣＡＢＯ⁃ＢＣ⁃ＨＣｌＡＢＯ⁃ＢＣ⁃Ｈ２ＯＢＯ羟乙醛４．４３７．３４７６．８４３７．４４４６．５９３醛类丁二醛１０．２３０．５７００．５２７０．５３５０．４６３糠醛１０．７２０．４２６０．４０６０．４７３０．２４１乙酸５．２１３．２６３２．８９８３．１２６２．４０９酸类丙酸７．８２０．２１５０．１８９０．２０５０．１５８β⁃羟基异戊酸１１．８８０．６０５０．５４９０．４１４０．３５１羟基丙酮６．０６３．４２１３．０４５３．２２０２．６８０１⁃羟基⁃２⁃丁酮８．７９０．５７５０．５１７０．５２３０．４４９２⁃环戊烯酮１０．６００．１８４０．１６６０．１６８０．１３４酮类过氧化乙酰丙酮１２．２８０．２１７０．２０００．２０４０．１６７２⁃甲基⁃２⁃环戊烯⁃１⁃酮１２．３６０．１１９０．１０９０．１１５０．０８４２⁃羟基⁃２⁃环戊烯⁃１⁃酮１４．１１０．１５１０．１３９０．１４００．１２２３⁃甲基⁃２⁃环戊烯⁃１⁃酮１５．３７０．１２５０．１１５０．１１５０．０９４２（５Ｈ）⁃呋喃酮１５．８００．５８４０．５２１０．５２５０．３９１甲基环戊烯醇酮１７．０３０．６３８０．５９２０．５８１０．４８７愈创木酚１８．５１０．５６７０．５４１０．５４９０．４３７间甲酚１９．５７０．０７７０．０７１０．０７１０．０６４２⁃（３⁃羟基苯基）乙醇２０．６００．１４９０．１４４０．１４２０．１１５２⁃甲氧基⁃４⁃甲基苯酚２１．４３０．５９２０．５８９０．６０９０．４７７２，５⁃二甲基苯酚２１．８７０．０８４０．０８１０．０８５０．０６４４⁃乙基⁃２⁃甲氧基苯酚２３．６７０．１７５０．１７５０．１８４０．１５０丁香酚２５．８１０．２４１０．２４９０．２５２０．１９９２，４⁃二羟基苯丙酮２５．８９０．２９６０．２７５０．２６１０．２１４酚类异丁香酚２７．２２０．３１１０．２９９０．３２２０．２４０（Ｅ）⁃２⁃甲氧基⁃４⁃（１⁃丙烯基苯酚）２８．５８０．４０６０．３８１０．３９８０．３１９香兰素２９．０３０．３２５０．３１８０．３２９０．２６５２⁃甲氧基⁃４⁃丙基⁃苯酚３０．４３０．０４６０．０４６０．０４７０．０３７香草乙酮３０．９３０．２０５０．２０３０．２０２０．１７４４⁃羟基⁃３⁃甲氧基⁃苯丙酮３２．０９０．０９４０．０９１０．０８００．０７３松柏醇３３．１７０．２３３０．２１８０．２１８０．１７６高香草酸３４．８８０．１５４０．１４７０．１３９０．１１７４⁃羟基⁃邻甲氧基肉桂醛３７．１２０．２８８０．３０３０．３１５０．２７１糖类左旋葡聚糖３４．４８５．８８５５．５７２５．６０５４．９４５醇类（Ｒ）⁃１，２⁃丙二醇５．０４０．１２１０．１１４０．１３３０．１２５酯类γ⁃丁内酯１５．５１０．１４２０．１２８０．１３５０．１０４３０１林业工程学报第８卷３㊀结㊀论以ＨＣｌ为酸洗试剂，在８００ħ㊁ＣＯ２气氛下分别制备了热解前酸洗松木原料和热解后酸洗炭化料的２种酸洗改性生物炭，并以未酸洗仅水洗处理的生物炭为对照，考察酸洗处理对生物炭性质及其吸附生物油的影响，具体结论如下：１）经过酸洗处理后，生物炭含氧量增加，灰分含量降低，孔隙结构更发达，但晶体结构和石墨化程度变化较小；相较于酸洗炭化料，对松木原料进行酸洗对热解炭的性质影响更大，能够得到Ｃ Ｏ及Ｃ Ｏ的含量更多㊁比表面积更大的生物炭㊂２）３种生物炭均对生物油有较好的吸附性能，吸附率为４．１９ ５．９３ｇ／ｇ㊂ＨＣｌ⁃ＢＣ由于具有较高含量的Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ㊁较大的微孔体积，对生物油的吸附效率更高，也对生物油中酸类㊁酮类的吸附选择性更好㊂这是由于Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ可以通过氢键以及静电作用实现对生物油的吸附，而较大的微孔体积可以提供更多的吸附位点并促进孔隙填充作用㊂３种生物炭因为石墨化程度都较高，都能通过π⁃π相互作用较好地吸附酚类㊂３）酸洗处理生物炭，尤其是酸洗生物质原料的生物炭，具有更好的选择性吸附性能，更有利于抑制生物油浆中的结焦反应㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＹＡＮＳＳ，ＣＨＥＮＨＲ，ＺＨＵＨＮ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｏｎａｃｔｉｖａｔｅｄｂｉｏｃｈａｒｉｎｓｌｕｒｒｙｆｕｅｌｓａｎｄｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｓｅ⁃ｌｅｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２０２３，３３８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｆｕｅｌ．２０２２．１２７２２４．［２］ＺＨＵＣ，ＣＡＯＪ，ＹＡＮＧＺ，ｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｎｈｙｄｒｏｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｎｉｓｏｌｅｏｖｅｒＮｉ（１１１）ｂｙｆｉｒｓｔ⁃ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＭｏｌｅｃｕｌａｒＣａｔａｌｙｓｉｓ，２０２２，５２３：１１１４０２．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｃａｔ．２０２１．１１１４０２．［３］熊哲，邓伟，刘佳，等．生物油非催化热转化过程中受热结焦特性研究进展［Ｊ］．化工进展，２０２２，４１（４）：１８０２－１８１３．ＤＯＩ：１０．１６０８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６６１３．２０２１－０８５０．ＸＩＯＮＧＺ，ＤＥＮＧＷ，ＬＩＵＪ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｃｏｋｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｄｕｒｉｎｇｉｔｓｎｏｎ⁃ｃａｔａｌｙｔｉｃｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｒｏ⁃ｇｒｅｓｓ，２０２２，４１（４）：１８０２－１８１３．［４］ＧＡＯＷＲ，ＺＨＡＮＧＭＭ，ＷＵＨＷ．Ｂｅｄａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｆａｓｔｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｄｅｒｉｖｅｄｆｕｅｌｓｉｎａｆｌｕｉｄｉｚｅｄ⁃ｂｅｄｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２０２２，３２８：１２５３５９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｆｕｅｌ．２０２２．１２５３５９．［５］ＺＨＡＮＧＭＭ，ＳＨＥＮＱＱ，ＷＵＨＷ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｉｏ⁃ｏｉｌｏｎｂｉｏｃｈａｒｉｎｂｉｏｓｌｕｒｒｙｆｕｅｌｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌｓ，２０１７，３１（９）：９６１９－９６２６．ＤＯＩ：１０．１０２１／ａｃｓ．ｅｎｅｒｇｙｆｕｅｌｓ．７ｂ０２０４１．［６］王贝贝，马艳飞，张胜南，等．酸改性生物炭对柴油等温吸附的研究［Ｊ］．石油化工，２０１８，４７（１０）：１１０３－１１０９．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－８１４４．２０１８．１０．０１２．ＷＡＮＧＢＢ，ＭＡＹＦ，ＺＨＡＮＧＳＮ，ｅｔａｌ．Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｄｉｅｓｅｌｏｎｂｉｏｃｈａｒｍｏｄｉｆｉｅｄｕｓｉｎｇｐｉｃｋｌｉｎｇ［Ｊ］．ＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，４７（１０）：１１０３－１１０９．［７］ＤＩＡＯＲ，ＳＵＮＭ，ＨＵＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｓｈｉｎｇｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｃｏ⁃ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｎｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｂｉｏｃｈａｒｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｂｉｏ⁃ｏｉｌｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｄｕｅａｎｄｗａｌｎｕｔｓｈｅｌｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＰｙｒｏｌｙｓｉｓ，２０２１，１５５：１０５０３４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａａｐ．２０２１．１０５０３４．［８］ＷＩＧＬＥＹＴ，ＹＩＰＡＣＫ，ＰＡＮＧＳ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｓａｔｉｏｎａｎｄｔｏｒｒｅｆａｃｔｉｏｎｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｏｍａｓｓｉｎｔｅｎｄｅｄａｓａｆｅｅｄｓｔｏｃｋｆｏｒｆａｓｔｐｙｒｏｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＰｙｒｏｌｙｓｉｓ，２０１５，１１３：２９６－３０６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａａｐ．２０１５．０２．００７．［９］高雅轩，严姗姗，林子翔，等．稀酸稀碱洗脱处理对生物炭结构及吸附四环素性能的影响［Ｊ］．林业工程学报，２０２１，６（４）：８７－９３．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２０１１００９．ＧＡＯＹＸ，ＹＡＮＳＳ，ＬＩＮＺＸ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｗａｓｈｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｕｓｉｎｇｄｉｌｕｔｅｄａｃｉｄａｎｄｂａｓｅｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｉｏｃｈａｒａｎｄｉｔｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎｔｅｔｒａｃｙｃｌｉｎｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒ⁃ｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，６（４）：８７－９３．［１０］ＬＩＭＸ，ＬＩＵＨＢ，ＣＨＥＮＴＨ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｂｉｏ⁃ｃｈａｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｕｒａｎｉｕｍ（ＶＩ）ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ［Ｊ］．ＴｈｅＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，６５１（Ｐｔ１）：１０２０－１０２８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓｃｉｔｏｔｅｎｖ．２０１８．０９．２５９．［１１］ＢＲＡＧＨＩＲＯＬＩＦＬ，ＢＯＵＡＦＩＦＨ，ＮＥＣＵＬＩＴＡＣＭ，ｅｔａｌ．Ａｃｔｉ⁃ｖａｔｅｄｂｉｏｃｈａｒａｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｏｒｂｅｎｔｆｏｒｏｒｇａｎｉｃａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｉｎｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ，Ａｉｒ，＆ＳｏｉｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎ，２０１８，２２９（７）：２３０．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１２７０－０１８－３８８９－８．［１２］黄勇，刘沙沙，吴益霜，等．丁香酚在生物质半焦催化下的转化行为［Ｊ］．林业工程学报，２０２１，６（２）：９４－１００．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２００６０４４．ＨＵＡＮＧＹ，ＬＩＵＳＳ，ＷＵＹＳ，ｅｔａｌ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｅｕ⁃ｇｅｎｏｌｏｖｅｒｂｉｏ⁃ｃｈａｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，６（２）：９４－１００．［１３］杨柳，吴建雯，张书，等．纤维板砂光粉热解半焦中氮的迁移转化特性［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（５）：１１３－１１９．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１１１０２５．ＹＡＮＧＬ，ＷＵＪＷ，ＺＨＡＮＧＳ，ｅｔａｌ．Ｍｉｇｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｐｙｒｏｌｙｓｉｓｃｈａｒｓｍａｄｅｆｒｏｍｆｉｂｅｒｂｏａｒｄｓａｎｄｉｎｇｄｕｓｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（５）：１１３－１１９．［１４］ＧＡＯＷＲ，ＬＩＮＺＸ，ＣＨＥＮＨＲ，ｅｔａｌ．ＲｏｌｅｓｏｆｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｏｆＮ⁃ｄｏｐｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｂｉｏｃｈａｒｆｏｒｐｈｅｎｏｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＰｙ⁃ｒｏｌｙｓｉｓ，２０２２，１６７：１０５７００．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａａｐ．２０２２．１０５７００．［１５］ＣＨＥＮＧＮ，ＷＡＮＧＢ，ＷＵＰ，ｅｔａｌ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｅｍｅｒｇｉｎｇｃｏｎ⁃ｔａｍｉｎａｎｔｓｆｒｏｍｗａｔｅｒａｎｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｍｏｄｉｆｉｅｄｂｉｏｃｈａｒ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎ，２０２１，２７３：１１６４４８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｅｎｖｐｏｌ．２０２１．１１６４４８．［１６］ＴＡＮＸＦ，ＬＩＵＹＧ，ＺＥＮＧＧＭ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｃｈａｒｆｏｒｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｏ⁃ｓｐｈｅｒｅ，２０１５，１２５：７０－８５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ．２０１４．１２．０５８．［１７］ＫＲＡＳＵＣＫＡＰ，ＰＡＮＢ，ＯＫＹＳ，ｅｔａｌ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｂｉｏｃｈａｒ⁃ａｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｆｒｏｍｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０２１，４０５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｅｊ．２０２０．１２６９２６．（责任编辑㊀李琦）４０１。
松的功效与作用
松的功效与作用松树是一种具有重要经济和药用价值的常绿锥果树。
它是一种古老而古老的树种，许多世纪以来一直被人类用于建筑、家居装饰、健康保健以及其他方面。
松树的主要功效和作用包括抗氧化、抗炎、消炎、镇静和提神等方面。
在本篇文章中，我们将探讨一些松树的重要功效和作用，以及如何利用这些功效来改善我们的生活。
首先，松树具有抗氧化功效。
抗氧化是指抵抗自由基对我们身体的伤害。
自由基是一种不稳定的分子，具有高度活性，可以损害我们的细胞和组织，导致各种疾病，如心脏病、癌症和老化等。
松树中含有丰富的抗氧化物质，如松针提取物和松木精油，可以中和自由基，减少细胞氧化和损伤，从而保护身体免受疾病的侵害。
其次，松树具有抗炎和消炎的功效。
炎症是身体对外界刺激或损伤的一种自然反应。
虽然炎症的存在是保护身体的一种机制，但长期和慢性炎症可能会导致各种健康问题。
松树中含有一些化学物质，如β-萜烯和松脂酸，具有消炎和抗炎作用。
这些化学物质可以降低炎症反应，减轻疼痛和肿胀，促进身体的康复和愈合。
此外，松树还具有镇静和提神的双重作用。
松木精油具有温和的镇静和放松作用，可以缓解紧张和压力，促进睡眠。
有研究表明，松木精油中的某些成分可以刺激脑部神经元，增加警觉性和注意力。
这种双重作用使得松木精油成为一种理想的自然镇静剂，可用于改善睡眠质量和提高工作效率。
除了以上几个主要作用外，松树还有一些其他重要的功效和作用。
例如，松树可以提供清新的空气和氧气，改善室内空气质量，促进呼吸系统的健康。
此外，松木精油还被广泛用于皮肤保健和治疗。
它具有杀菌和抗真菌作用，可用于治疗皮肤感染、疥疮和湿疹等问题。
此外，松木精油还可以促进头发生长和防止头皮屑。
在日常生活中，我们可以通过各种方式利用松树的功效和作用来改善健康和生活质量。
首先，我们可以选择在家中或办公室放置一些松木家具或装饰品，以享受它们带来的抗氧化和抗炎作用。
其次，在睡前可以使用松木精油进行按摩或蒸汽浴，以促进放松和睡眠。
不同制浆造纸废水污染物组成分析
表3-5 不同漂白程序每吨浆得废液特征
漂白程序
COD BOD/kg /kg
AOX/kg 氯代酚类 化合物量/g
C90+D10EHDED
100
25
O(C85+D15)(EO)DED
65
15
O(D30C70)(EPO)D(E+P)D 50
12
Seq、C+aerated lagoon
30
3
OXPD (E+P) D Seq、C aerated
烘干至恒重得固体物质。 ➢ 化学需氧量(Chemical Oxygen Demand):
水或废水中得有机物被强氧化剂氧化所消耗得氧量。作为衡量水中有 机物相对含量得指标。废水中还原性无机物如硫化物、亚硫酸盐、亚硝酸 盐等也可以被氧化而增加COD值。总CODcr、溶解性CODcr, CODB、 CODNB
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➢ 硫化物:
➢ 指水和废水中溶解性得有机硫化物和酸溶性金属硫化物。其含量
就是水体污染得一项重要指标。
➢ 可吸附有机卤化物(AOX):
➢ 水和废水中含有得氯取代有机化合物。
纸浆中木质素和漂白剂元素氯就是漂白废水中AOX得来源。 AOX含量通常与未漂浆硬度和多段漂中第一段得元素氯用量有关,就是 一种强毒性物质。
表3-4 开放式和封闭式筛选系统吨浆废液量及污染负荷得比较
项目
废水量/m3 BOD7/kg 色度(C、U、)
SS/kg
开放系统
30～100 10
30～50 5～10
封闭系统
6～8 5
10～20 0
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漂白废水
漂白废水含有有机物、悬浮物、剩余漂白药剂及较多得有机氯化物(AOX) ●废水中有机化合物313种,其中有机氯化物200余种 ●色度:含元素氯漂白废水＞ECF ＞TCF ●COD: ECF比含元素氯漂白废水降低20-25%,TCF比含元素氯漂白废水降低40-50% ●有机氯化物(AOX)具有很深得颜色和很大得毒性。这些有机氯化物大都就是芳香族化合
第二部分-1 植物纤维化学部分-成分
树 脂
“树脂障碍”：
酸法制浆时，抽出物被加热软化成油状物，漂 浮在浆水体系中，容易在制浆造纸的过程中，粘 附到浆池壁、管道内壁、流浆箱、毛毯、烘缸、 铜网、纸张上，给生产过程及纸浆质量带来一系 列不良的影响，称为“树脂障碍”。
松木含有大量的树脂
树脂沉积在烘干表面
生 产 过 程 的 树 脂 障 碍
有机溶剂抽出物的影响
其含量高时，既赋予原料特有的颜色、特 殊用途及经济价值； 制浆生产及工艺操作； 废液回收； 纸浆漂白及白度稳定性。
思考题
1、造纸植物纤维原料分为几类？列举出代表性植物。
2、植物纤维原料中的有机溶剂抽出物对制浆造纸有何 影响？ 3、造纸原料中的灰分对制浆造纸生产有何影响？ 4、纤维素、半纤维素、木素与制浆造纸的关系如何？ 5、什么是“树脂障碍”？ 6、“硅干扰”形成的原因是什么？
第一节 造纸植物纤维原料的分类 及其代表性植物
一、木材纤维原料
1、针叶材（needle leaved wood/soft wood）
云杉、冷杉、马尾松、落叶松、湿地松、
火炬松等。 2、阔叶材（leaf wood/hard wood） 杨木、桦木、桉木、榉木、楹木、相思木 等。
针叶木（软木soft wood）：
模型化合物 Ⅰ
模型化合物Ⅱ
模型化合物Ⅲ
G
S
H
木素是填充在胞间层及微细纤维之间的“填充剂” 和“粘合剂”。
木素与制浆造纸的关系
1、木素原料及纸浆的颜色的主要来源。
2、木素含量是制定蒸煮及漂白工艺条件的重要依 据，决定着化学制浆的难易及化学药品的用量。
例如：禾本科原料木素含量低，容易蒸煮， 而木材原料较难蒸煮。 3、木素对纸张的不透明度有利。
常见材料导热系数(史上最全版)
之樊仲川亿创作导热率K是资料自己的固有性能参数，用于描述资料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。
这个特性跟资料自己的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟资料自己的成分有关系。
分歧成分的导热率差别较大，导致由分歧成分构成的物料的导热率差别较大。
单粒物料的导热性能好于堆积物料。
稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变更的导热过程。
非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变更的导热过程，也称为瞬态导热过程。
导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的资料，两侧概况的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ暗示，单位为瓦/米·度导热系数与资料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
非晶体结构、密度较低的资料，导热系数较小。
资料的含水率、温度较低时，导热系数较小。
通常把导热系数较低的资料称为保温资料(我国国家尺度规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的资料称为保温资料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的资料称为高效保温资料。
导热系数高的物质有优良的导热性能。
在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。
锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。
而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。
但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。
当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超出允许值，造成炉管过热损坏。
对锅炉炉墙及管道的保温资料来讲，则要求导热系数越低越好。
一般常把导热系数小于0。
8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的资料称为保温资料。
例如石棉、珍珠岩等填缝导热资料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。
3.木材抽提物
3.2生物活性与药用价值
3.2.1生物活性 是指能引起细胞正常机理发生改变的 能力。木材抽提物就是含有生物活性 的一类物质。它使木材具有较高的天 然耐久性，对腐菌、白蚁等危害木材 的生物具有抵抗能力。
3.2生物活性与药用价值
3.2.2药用价值 药物成分崮醇为甾类(steroid)化合物的 一种，可以从松木浮油和松针等不皂 化物丰分离和提取 谷甾醇、二氢谷甾 醇是重要的药物原料．有明显的消炎 性，可用于治疗皮肤溃疡和艮肤肿 瘤．有抗氧性．与维生素类营养物质 配伍用入护肤品中．有调理作用。
3.3木材抽提物分布
同时，抽出物对木材的气味、滋昧亦 有影响。树种不同．其木材中所含抽 出物的化学成分有差异，因而从木材 中逸出的挥发物性质不同，所具有的 气昧也不同，例如擅香木，其香气主 要来源于抽出物的化学成分白檀精 。
3.4木材抽提物利用
木材抽提物是化工，医药和许多工业 部门的重要原料，具有一定的经济价 值。 （1）人体健康：抽出物对人体有一定 的药物和保健作用，例如抗癌、防癌、 消炎、灭菌和防衰老等诸多方面的作 用。
3.1概述
3.1.2 木材抽提物概况 木材中除含有纤维索 半纤维索和木质 素外．还含有一定类型和数量的抽出 物．如挥发油、树脂、鞣质和其它酚 类化合物等。木材抽出物包含多种类 型的有机化合物，最常见的是多元酚 类，还有萜类、脂类、黄酮类、木酚 素和水溶性碳水化合物等。木材抽提
3.1概述
物种类繁多，因树木的种类不同而差 异很大，有些抽提物是各科、属、亚 属等特有的化学物质，也可以为某一 种特定树种分类的化学依据。木材抽 提物生物含量和化学组分甚至因产地、 具体部位、采伐季节、存放时间、和 抽提方式的差异而不同。木材抽提物 的含量一般占木材绝干质量的2%-5%。
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松木成分含量表
松木是一种常见的木材，在家具、建筑、木工等领域都有广泛的应用。
它的种类繁多，成分也略有不同。
下面是松木成分含量表，以供
参考。
1. 欧洲松
欧洲松是一种常见的松木，主要产于欧洲中北部地区。
它的成分含量
如下：
木材密度：0.45-0.65 g/cm³
树皮份额：2-4%
含水率：10-12%
纤维素含量：40-50%
半纤维素含量：20-25%
木质素含量：25-30%
灰分含量：0.2-0.5%
2. 北美松
北美松也是一种常见的松木，主要产于北美地区。
它的成分含量如下：木材密度：0.35-0.5 g/cm³
树皮份额：1-2%
含水率：10-12%
纤维素含量：40-50%
半纤维素含量：20-25%
木质素含量：25-30%
灰分含量：0.3-0.5%
3. 马尾松
马尾松是一种常见的亚热带松木，主要产于中国南方地区。
它的成分含量如下：
木材密度：0.45-0.65 g/cm³
树皮份额：2-4%
含水率：10-12%
纤维素含量：40-50%
半纤维素含量：20-25%
木质素含量：25-30%
灰分含量：0.2-0.5%
以上是松木成分含量表，其中欧洲松、北美松和马尾松是常见的松木种类。
这些松木的主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素等，具有良好的机械性能和木质结构特点，是广泛应用的优质木材。