Introducere
În prezent, biomasa este utilizată din ce în ce mai frecvent ca alternativă la sursele convenționale de energie. Principalul avantaj este "neutralitateaCO2 ". Lemnul face parte dintre cele mai importante materii prime regenerabile. Principalele componente ale lemnului sunt celuloza, hemiceluloza și lignina.
Tabelul 1: Parametrii de măsurare TGA
Parametri
| Interval de temperatură | RT până la 500°C |
|---|---|
| Rata de încălzire | 10 K/min |
| Atmosferă | Heliu |
| Rata debitului | 65 ml/min |
| Suport pentru probe | Suport de probe pentru gaze corozive |
| Cruciuliță | Al2O3 (85 μl) |
| Masa probei | 6.9 mg |
Tabelul 2: Parametrii de măsurare GC-MS
| Parametrii | Mod cvasi-continuu | Mod controlat de evenimente |
|---|---|---|
| Coloană | Agilent HP-5ms | Agilent HP-5ms |
| Lungimea coloanei | 30 m | 30 m |
| Diametrul coloanei | 0.25 mm | 0.diametrul coloanei 25 mm |
| Temperatura cuptorului | 150°C | 100°C până la 310°C (10 K/min) |
| Gaz | Heliu | Heliu |
| Debit de gaz (împărțit) | 20 ml/min (10:1) | 20 ml/min (10:1) |
| Debitul coloanei | 2 ml/min | 2 ml/min |
| Valva | la fiecare 2 min | 1x pe eveniment |
Mod cvasi-continuu
Cuplarea simultană a TGA cu GC-MS permite corelarea ușoară a substanțelor care emană gaze cu temperatura.
PirolizaPiroliza este descompunerea termică a compușilor organici într-o atmosferă inertă.Piroliza lemnului de pin are loc în trei etape (figura 2). Prima etapă este evoluția apei conținute. Principala Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere a lemnului are loc la aproximativ 300°C.
Mai întâi se descompun componentele de celuloză, apoi se descompun componentele de lignină.
În corespondență cu curba DTG, principala Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere poate fi observată la 300°C în cromatograma ionilor totali.
În figura 3 este prezentată o scalare extinsă a TIC în acest interval; substanțele detectate la vârfuri sunt enumerate în tabelul 3.
Tabelul 3: Moleculele detectate și timpii lor de retenție
| Timp/Min | Moleculă | Masa molară | Număr de masă |
|---|---|---|---|
| 35.138 | Acetonă | 58 | 58 |
| 35.164 | 1,2,3-Thiadiazol | 86 | 58, 86 |
| 35.172 | 2-Metilfuran | 82 | 82, 81, 53 |
| 35.189 | 2-Metil-Manometilpiranozid | 178 | 60, 74 |
| 35.223 | 2-Butenal, 2-metil | 84 | 55, 84 |
| 35.240 | Tiofen | 84 | 84, 58, 45 |
| 35.265 | Furan, 2,3-Dihidro-5-metil | 84 | 84, 55, 69 |
| 35.290 | Furfural | 96 | 96, 95 |
| 35.299 | 1H-Pirazol, 1,3-dimetil | 96 | 96, 81, 68, 54 |
| 35.308 | 2,5-Dimetilfuran | 96 | 96, 95, 81, 53 |
| 35.409 | 2(5H)-Furanon | 84 | 55, 84, 70 |
| 35.426 | 2H-Piran, 3,4-Dihidro | 84 | 55, 84, 69 |
Numerele de masă individuale pentru lemnul de pin sunt prezentate în figura 4 în funcție de temperatură.
Modul controlat de evenimente
Pentru o evaluare mai detaliată a substanțelor de formare, măsurarea TGA-GC-MS a fost efectuată în modul controlat de evenimente (figura 5). Pentru aceasta, au fost înregistrate cromatograme individuale la anumite temperaturi.
Figura 6 prezintă cromatograma la 350 °C. Substanțele măsurate la timpii de retenție corespunzători sunt prezentate în tabelul 4.
Tabelul 4: Molecule detectate la 350°C și timpii lor de retenție
Parametri
| Timp de retenție/min | Substanță |
|---|---|
| 1.047 | CO2 |
| 1.088 | 3(2H)-Furanon, dihidro-2-metil |
| 1.124 | 1-Propanol |
| 1.197 | 1-hidroxi-2-propanonă |
| 1.305 | 2(5H)-Furanon |
| 1.330 | Acid acetic, metilester |
| 1.370 | Acetonă |
| 1.424 | 4H-1,2,4-Tiazol, 4-amino |
| 1.528 | Fufural |
| 1.576 | 2-Furanmetanol |
| 1.888 | 2(3H)-Furanon, 5-metil |
| 3.073 | Fenol, 2-metoxi |
| 4.150 | Fenol, 2-Metioxi-4-Metil |