Introduction
De nos jours, la biomasse est de plus en plus souvent utilisée comme alternative aux sources d'énergie conventionnelles. Le principal avantage est la "neutralité en matière deCO2 ". Le bois fait partie des principales matières premières renouvelables. Les principaux composants du bois sont la cellulose, l'hémicellulose et la lignine.
Tableau 1 : Paramètres de mesure TGA
Paramètres de mesure
| Plage de température | RT à 500°C |
|---|---|
| Vitesse de chauffage | 10 K/min |
| Atmosphère | Hélium |
| Débit | 65 ml/min |
| Porte-échantillon | Porte-échantillon pour gaz corrosifs |
| Creuset | Al2O3 (85 μl) |
| Masse de l'échantillon | 6.9 mg |
Tableau 2 : Paramètres de mesure GC-MS
| Paramètres | Mode quasi-continu | Mode contrôlé par événement |
|---|---|---|
| Colonne | Agilent HP-5ms | Agilent HP-5ms |
| Longueur de la colonne | 30 m | 30 m |
| Diamètre de la colonne | 0.25 mm | 0.25 mm |
| Température du four | 150°C | 100°C à 310°C (10 K/min) |
| Gaz | Hélium | Hélium |
| Débit de gaz (fractionné) | 20 ml/min (10:1) | 20 ml/min (10:1) |
| Débit de la colonne | 2 ml/min | 2 ml/min |
| Soupape | toutes les 2 min | 1x par événement |
Mode quasi-continu
Le couplage simultané de l'ATG et de la GC-MS permet de corréler facilement les substances dégagées avec la température.
La PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse du bois de pin se déroule en trois étapes (figure 2). La première étape est l'évolution de l'eau contenue dans le bois. La principale Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition du bois se produit à environ 300°C.
Les composants de la cellulose sont d'abord décomposés, puis ceux de la lignine.
Conformément à la courbe DTG, la Réaction de décompositionUne réaction de décomposition est une réaction thermiquement induite d'un composé chimique formant des produits solides et/ou gazeux. décomposition principale est visible à 300°C dans le chromatogramme des ions totaux.
Un agrandissement du TIC dans cette gamme est présenté dans la figure 3 ; les substances détectées au niveau des pics sont énumérées dans le tableau 3.
Tableau 3 : molécules détectées et leur temps de rétention
| Temps/Min | Molécule | Masse molaire | Masse Nombre |
|---|---|---|---|
| 35.138 | Acétone | 58 | 58 |
| 35.164 | 1,2,3-Thiadiazole | 86 | 58, 86 |
| 35.172 | 2-Méthylfurane | 82 | 82, 81, 53 |
| 35.189 | 2-Méthyl-Mannométhylpyranoside | 178 | 60, 74 |
| 35.223 | 2-Buténal, 2-Méthyl | 84 | 55, 84 |
| 35.240 | Thiophène | 84 | 84, 58, 45 |
| 35.265 | Furane, 2,3-Dihydro-5-Méthyl | 84 | 84, 55, 69 |
| 35.290 | Furfural | 96 | 96, 95 |
| 35.299 | 1H-Pyrazol, 1,3-Diméthyl | 96 | 96, 81, 68, 54 |
| 35.308 | 2,5-Diméthylfurane | 96 | 96, 95, 81, 53 |
| 35.409 | 2(5H)-Furanon | 84 | 55, 84, 70 |
| 35.426 | 2H-Pyran, 3,4-Dihydro | 84 | 55, 84, 69 |
Les nombres de masse individuels pour le bois de pin sont présentés dans la figure 4 en fonction de la température.
Mode contrôlé par événement
Pour une évaluation plus détaillée des substances de formation, la mesure TGA-GC-MS a été effectuée en mode événementiel (figure 5). Pour ce faire, des chromatogrammes individuels à certaines températures ont été enregistrés.
La figure 6 montre le chromatogramme à 350 °C. Les substances mesurées aux temps de rétention correspondants sont présentées dans le tableau 4.
Tableau 4 : Molécules détectées à 350°C et leurs temps de rétention
Paramètres
| Temps de rétention/min | Substance |
|---|---|
| 1.047 | CO2 |
| 1.088 | 3(2H)-Furanon, dihydro-2-méthyle |
| 1.124 | 1-Propanol |
| 1.197 | 1-Hydroxy-2-Propanone |
| 1.305 | 2(5H)-Furanon |
| 1.330 | Acide acétique, ester méthylique |
| 1.370 | Acétone |
| 1.424 | 4H-1,2,4-Tiazol, 4-Amino |
| 1.528 | Fufural |
| 1.576 | 2-Furanméthanol |
| 1.888 | 2(3H)-Furanon, 5-Méthyl |
| 3.073 | Phénol, 2-Méthoxy |
| 4.150 | Phénol, 2-Méthyoxy-4-Méthyl |