酸洗預處理對稻殼生物油品質的影響

謝海濤，邱禎姿，劉雅麗，翟云波

(1.云南省生態環境監測中心，昆明 650034；2.湖南大學環境科學與工程學院，長沙 410082)

引 言

生物質有潛力成為不可再生資源(如天然氣、石油、煤等)的替代品，因而生物質資源的研究利用成為了一大研究熱點[1]。熱解技術是從生物質原材料中回收有機物并轉化為有用化學品的新技術，最為關鍵的是生物質熱解能夠制取具備可代替化石燃料潛力的生物油以及其他具有高附加值的化學物質，如脫水糖、芳香族化合物等[2]。熱解技術要克服的一個主要挑戰在于提高目標物質以及生物油本身的產率，以實現該技術長期應用的可行性。生物質是由纖維素、半纖維素、木質素以及各種無機化合物組成的生物復合材料。有文獻表明，生物質中自身含有的堿金屬和堿土金屬(AAEMs)具有一定的催化作用，在熱解過程中會促進有機物分解形成更多的輕型小分子化合物，導致生物油產率的下降。AAEMs還會促進羰基化合物、酸和水的形成，且不利于生物油中糖類產物的生成，從而降低生物油的品質[3-4]。除此之外，這些堿金屬一旦作為雜質混入了生物油中，會加速生物油的老化，給生物油的后續利用增加困難[5]。為了抑制AAEMs的影響，可在熱解前對生物質進行預處理[6]。酸洗預處理能夠有效脫除AAEMSs，還會對生物質結構產生一定影響。酸洗預處理后，生物油的產率和質量提高，一些增值化學品(例如左旋葡聚糖)也顯著增加。

Zhang等[7]研究了烘焙和有機酸預處理對稻殼熱解行為的影響，結果表明：烘焙后，生物油產量減少，糖類含量略微降低而酚類含量增加，而有機酸能夠顯著增加生物油產量和糖類含量，并降低酚類含量。……