高级搜索

药用虎杖剩余物的化学组成与热解特性

,  ,  ,  , 

downloadPDF

上一篇

下一篇

周军, 彭媚, 陈薇, 李馨怡, 李湘洲. 药用虎杖剩余物的化学组成与热解特性[J]. 环境工程学报, 2018, 12(12): 3511-3519. doi: 10.12030/j.cjee.201804195
引用本文: 周军, 彭媚, 陈薇, 李馨怡, 李湘洲. 药用虎杖剩余物的化学组成与热解特性[J]. 环境工程学报, 2018, 12(12): 3511-3519. doi: 10.12030/j.cjee.201804195
shu
ZHOU Jun, PENG Mei, CHEN Wei, LI Xinyi, LI Xiangzhou. Chemical components and pyrolysis characteristics of medicine plant Polygonum Cuspidatum residues[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(12): 3511-3519. doi: 10.12030/j.cjee.201804195
Citation: ZHOU Jun, PENG Mei, CHEN Wei, LI Xinyi, LI Xiangzhou. Chemical components and pyrolysis characteristics of medicine plant Polygonum Cuspidatum residues[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(12): 3511-3519. doi: 10.12030/j.cjee.201804195
shu

药用虎杖剩余物的化学组成与热解特性

  • 1.

    中南林业科技大学材料科学与工程学院，长沙 410004

  • 2.

    南方林业生态应用技术国家工程实验室，长沙 410004

  • 基金项目:

    国家重点研发计划项目（2016YFD0600805）

    2016年中南林业科技大学大学生研究性学习和创新性实验项目

Chemical components and pyrolysis characteristics of medicine plant Polygonum Cuspidatum residues

  • 1.

    College of Materials Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China

  • 2.

    State Key Laboratory of Ecological Applied Technology in Forest Area of South China, Changsha 410004, China

  • Fund Project:

  • 摘要: 为了探索药用虎杖加工剩余物资源的合理化利用途径，以药用虎杖的秸秆、根和药渣为研究对象，利用热重分析法(TGA)研究了三者的热解特性及其动力学规律，利用Py-GC-MS技术研究了秸秆、根和药渣在快速裂解条件下的产物分布及热裂解机理。结果表明：虎杖秸秆、根和药渣的热解过程主要分为干燥、主失重和炭化3个阶段；采用Coats-Redfern法对三者的热解动力学进行了分析，获得了虎杖秸秆、根和药渣的热解动力学机理函数，热解动力学机理分别为三维扩散Jander机理、2级化学反应机理和二维扩散Valensi机理，其热解活化能分别为113.87、64.49和28.16 kJ·mol-1。快速热裂解产物表明，中药加工剩余物在热裂解制备乙酸、糠醛及酚类化合物等精细化学品方面具有一定的开发前景。
    Abstract: In order to explore the reasonable way of utilizing the traditional Chinese medicine residues, the pyrolysis characteristics and kinetics of the Polygonum Cuspidatum stalk, roots and dregs were studied by using TGA, then the products distribution and mechanism under fast pyrolysis condition were also studied by using Py-GC-MS. The results showed that the pyrolysis process of the stalk, roots and dregs were divided into three stages including drying, main weightlessness and carbonization. Then the method of Coats-Redfern was used to analyze the pyrolysis kinetics. It was found that the pyrolysis kinetical mechanisms of straw, roots and dregs were conformed to the there-dimensional diffusion of Jander, the secondary reaction, and the two-dimensional diffusion of Valensi, respectively. The corresponging pyrolysis activation energies were 113.87, 64.49 and 28.16 kJ·mol-1, respectively. The rapid pyrolysis products showed that the traditional Chinese medicine residues have a certain development prospect in the preparation of fine chemicals such as acetic acid, furfural and phenolic compounds and so on through pyrolysis.
  • 加载中
  • [1] 王洪平,曹芳,杨秀伟. 头花蓼地上部分的化学成分研究[J].中草药,2013,44(1):24-30
    [2] 宿程远,郑鹏,阮祁华,等. 中药渣与城市污泥好氧共堆肥的效能[J].环境科学,2016,37(10):4062-4068
    [3] 曾光明,黄国和,袁兴中,等．堆肥环境生物与控制［M］．北京: 科学出版社,2006: 264
    [4] 吴涛,晋艳,杨宇虹,等. 药渣及秸秆替代基质中草炭进行烤烟漂浮育苗研究初报[J].中国农学通报,2007,23(1):305-309
    [5] 冼萍,钟莉莹,王孝英. 两面针药渣的热解气化利用特性分析[J]. 可再生能源,2007,25(1):26-28
    [6] 郑照强,夏洪应,彭金辉,等. 响应面法优化废弃五倍子药渣制取活性炭的研究[J]. 环境污染与防治,2013,35(3):5-9
    [7] 李善家,王雅,杜国英,等. 中草药药渣固态发酵制备单细胞蛋白[J]. 中药材,2016,39(1):59-62
    [8] 张英,吴献跃,李馨,等. 中药药渣同步糖化发酵生产乙醇的工艺研究[J].中成药,2013,35(9):2053-2056
    [9] 孙磊磊,康健,邹积赟.响应面优化酶法辅助提取葡萄叶白藜芦醇工艺[J].食品科技,2015,40(2):276-281
    [10] JIN S A, LUO M, WANG W, et al.Biotransformation of polydatin to resveratrol in Polygonum cuspidatum roots by highly immobilized edible Aspergillus niger and yeast[J].Bioresource Technology,2013,136(3):766-770 10.1016/j.biortech.2013.03.027
    [11] 王攀,于宏兵,薛旭方,等.废弃植物中药渣的热解特性及动力学研究[J]. 环境工程学报,2010,4(9):2115-2119
    [12] 许春霞,李向民,王星,等.陕西不同地区银杏叶能量及热解特性研究[J].中国农业科学,2004,37(6):896-901
    [13] 蒋新元,廖媛媛,郭忠,等.7种果壳的热解特性及与主要组分相关性分析[J].林业科学,2015,51(12):80-85
    [14] MISHRA G, KUMAR J, BHASKAR T.Kinetic studies on the pyrolysis of pinewood[J].Bioresource Technology,2015,182:282-288 10.1016/j.biortech.2015.01.087
    [15] YANIC J, KORNMAYER C, SAGLAM M, et al.Fast pyrolysis of agricultural wastes: Characterization of pyrolysis products[J].Fuel Processing Technology,2007,88(10):942-947 10.1016/j.fuproc.2007.05.002
    [16] LU Q,ZHOU M X,LI W T,et al.Catalytic fast pyrolysis of biomass with noble metal-like catalysts to produce high-grade bio-oil: Analytical Py-GC/MS study[J].Catalysis Today,2018,302(72):169-179 10.1016/j.cattod.2017.08.029
    [17] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 造纸原料、纸浆、纸和纸板灰分的测定:GB/T 742-2008[S].北京: 中国标准出版社,2008
    [18] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 造纸原料水分的测定:GB/T 2677.2-2011[S].北京: 中国标准出版社,2012
    [19] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 造纸原料有机溶剂抽出物含量的测定:GB/T 2677.6-1994[S].北京: 中国标准出版社,1994
    [20] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.造纸原料综纤维素含量的测定:GB/T 2677.10-1995[S].北京: 中国标准出版社,1995
    [21] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.造纸原料酸不溶木素含量的测定:GB/T 2677.8-1994[S].北京: 中国标准出版社,1995
    [22] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法):GB/T 20123-2006[S].北京: 中国标准出版社,2006
    [23] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 金属粉末 还原法测定氧含量 还原-提取法测定总氧量:GB/T 5158.4-2011[S].北京: 中国标准出版社,2012
    [24] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.钢铁 氮含量的测定 惰性气体熔融热导法(常规方法):GB/T 20124-2006[S].北京: 中国标准出版社,2006
    [25] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.钢铁 氢含量的测定 惰气脉冲熔融热导法:GB/T 223.82-2007 [S].北京: 中国标准出版社,2006
    [26] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[M].北京:中国医药科技出版社,2010
    [27] 张胜.普通油茶饼粕与果壳中多糖的提取、活性及应用研究[D].长沙:中南林业科技大学，2013
    [28] 李小民,李永平,邓权威,等.麦秆热解机理研究[J].中国科学技术大学学报,2012,42(4):318-324
    [29] 常国璋,黄艳琴,谢建军,等.棕榈壳热解失重特性及动力学研究[J].林产化学与工业,2016,36(4):31-40
    [30] 吕当振,姚洪,王泉斌,等.纤维素、木质素含量对生物质热解气化特性影响的实验研究[J].工程热物理学报,2008,29(10):1771-1774
    [31] COAT A W, REDFERN J P.Kinetic parameters from thermogravimetric data[J].Nature,1964,201(4914):68-69 10.1038/201068a0
    [32] CARRIER M, WINDT M,ZIEGLER B,et al.Quantitative insights into the fast pyrolysis of extracted cellulose, hemicelluloses, and lignin[J].ChemSuschem,2017,10(16):3212-3224 10.1002/cssc.201700984
    [33] YU J,PATERSON N, BLAMEY J, et al.Cellulose, xylan and lignin interactions during pyrolysis of lignocellulosic biomass[J].Fuel,2017,191:140-149 10.1016/j.fuel.2016.11.057
    [34] WANG S R,DAI G X,RU B, et al.Effects of torrefaction on hemicellulose structural characteristics andpyrolysis behaviors[J].Bioresource Technology,2016,218:1106-1114 10.1016/j.biortech.2016.07.075
    [35] LEE I G,BO R J,KANG H K,et al.Catalytic pyrolysis of cellulose over SAPO-11 Using Py-GC/MS[J].Bulletin of Korean Chemical Society,2013,34(8):2399-2342 10.5012/bkcs.2013.34.8.2399
    [36] LOURENCO A, GOMINHO J,MARQUES A V,et al.Reactivity of syringyl and guaiacyl lignin units and delignification kinetics in the kraft pulping of Eucalyptus globulus wood using Py-GC–MS/FID[J].Bioresource Technology,2012,123(3):296-302 10.1016/j.biortech.2012.07.092
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  2169
  • HTML全文浏览数:  2013
  • PDF下载数:  109
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 刊出日期:  2018-11-29

药用虎杖剩余物的化学组成与热解特性

  • 1. 中南林业科技大学材料科学与工程学院，长沙 410004
  • 2. 南方林业生态应用技术国家工程实验室，长沙 410004
基金项目:

国家重点研发计划项目（2016YFD0600805）

2016年中南林业科技大学大学生研究性学习和创新性实验项目

摘要: 为了探索药用虎杖加工剩余物资源的合理化利用途径，以药用虎杖的秸秆、根和药渣为研究对象，利用热重分析法(TGA)研究了三者的热解特性及其动力学规律，利用Py-GC-MS技术研究了秸秆、根和药渣在快速裂解条件下的产物分布及热裂解机理。结果表明：虎杖秸秆、根和药渣的热解过程主要分为干燥、主失重和炭化3个阶段；采用Coats-Redfern法对三者的热解动力学进行了分析，获得了虎杖秸秆、根和药渣的热解动力学机理函数，热解动力学机理分别为三维扩散Jander机理、2级化学反应机理和二维扩散Valensi机理，其热解活化能分别为113.87、64.49和28.16 kJ·mol-1。快速热裂解产物表明，中药加工剩余物在热裂解制备乙酸、糠醛及酚类化合物等精细化学品方面具有一定的开发前景。

English Abstract

参考文献 (36)

目录

/

返回文章
返回

Copyright © 2019 中国科学院生态环境研究中心