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1、第48卷第3期生物質(zhì)化學(xué)工程V0l_48No．32014年5月BiomassChemicalEngineeringMav2014doi：10．3969／j．issn．1673-5854．2014．03．0l1·綜述評(píng)論——生物質(zhì)活性成分·纖維素快速熱解生成左旋葡聚糖的機(jī)理研究進(jìn)展張陽(yáng)，胡斌，陸強(qiáng)，董長(zhǎng)青，楊勇平(華北電力大學(xué)生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京102206)摘要：左旋葡聚糖(LG)是纖維素中溫快速熱解最重要的產(chǎn)物，其生成機(jī)理獲得了廣泛的關(guān)注。本文首先總結(jié)了國(guó)內(nèi)外不同學(xué)者提出的LG生成機(jī)理，將其按照
2、反應(yīng)類(lèi)型分為4類(lèi)，即糖苷鍵均裂反應(yīng)、糖苷鍵異裂反應(yīng)、生成葡萄糖中間體反應(yīng)以及協(xié)同反應(yīng)，并指出了實(shí)驗(yàn)研究在確定反應(yīng)機(jī)理方面的不足。隨后總結(jié)了近年來(lái)一些學(xué)者采用密度泛函理論對(duì)LG生成機(jī)理的研究，具體比較了研究?jī)?nèi)容和結(jié)果，指出了現(xiàn)有研究的不足。最后提出了今后的研究方向以確定LG的生成途徑。關(guān)鍵詞：纖維素；快速熱解機(jī)理；左旋葡聚糖中圖分類(lèi)號(hào)：TQ35；TQ424．19文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-5854(2014)03—0053-07AReviewontheFormationMechanismofLevo~ucosa
3、nduringFastPyrolysisofCelluloseZHANGYang，HUBin，LUQiang，DONGChang-qing，YANGYong—ping(NationalEngineeringLaboratoryforBiomassPowerGenerationEquipment，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Duringthefastpyrolysisofcelluloseatmediumtemperat
4、ure，levoglucosan(LG)isthemostabundantproduct．Itsformationpathwayhasgainedextensiveattention．ThispaperfirstlyconcludesandcomparesthediferentLGformationpathwaysproposedbyscholarsfromhomeandabroad．TheformationmechanismsofLGareclassifiedinto4kinds，namelyhomolysisc
5、leavagemechanism，heterolysiscleavagemechanism，mechanismviaglucoseandconcerteddecompositionmechanism．Drawbacksofanalyzingreactionmechanismusingexperimentalmethodsarealsopointedout．Thepaperthensummarizestherecentdevelopment，i．e．a(chǎn)pplicationoftheDensityFunctionalT
6、heory(DFT)．Itscontentsandresultsarecomparedindetail．Finally，futureinvestigationindeterminationoftheLGformationpathwayisproposed．Keywords：cellulose；fastpyrolysismechanism；levoglucosan近年來(lái)，生物質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)利用獲得了全球的廣泛關(guān)注1-2]。在眾多的生物質(zhì)利用技術(shù)中，快速熱解液化是一項(xiàng)極具前景的技術(shù)，該技術(shù)是在中溫缺氧條件下，使生物質(zhì)迅速
7、受熱分解并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行快速冷凝，從而將生物質(zhì)主要轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物生物油[3-6]。生物油被認(rèn)為是一種具有潛力的石油替代品，可作為液體燃料或者化工原料應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域J。然而，常規(guī)生物油的品位較差，為了獲得高品位的生物油，必須高效調(diào)控?zé)峤夥磻?yīng)過(guò)程，這就必須首先深入了解生物質(zhì)的快速熱解反應(yīng)機(jī)理。在生物質(zhì)的3種主要組分中，纖維素的熱解機(jī)理，獲得了最多的研究。一般來(lái)說(shuō)，纖維素在中溫條件下進(jìn)行快速熱解時(shí)，主要經(jīng)歷2個(gè)平行競(jìng)爭(zhēng)途徑(解聚與開(kāi)裂)形成各種一次熱解產(chǎn)物，包括左旋葡聚糖(LG)、左旋葡萄糖酮、1，4：3，6一二脫水一．D．
8、吡喃葡萄糖、5．羥甲基糠醛、糠醛、羥基乙醛、羥基丙酮等¨o。HJ，其中LG是最重要的產(chǎn)物¨，產(chǎn)率可高達(dá)40％?，F(xiàn)階段，雖然有學(xué)者基于實(shí)驗(yàn)或理論研究，提出了不同的LG生成收稿日期：2oi3一lO-24基金項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助(2012BAD3OB01)；蘇州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(SYG201216)作者簡(jiǎn)介：張陽(yáng)(1991一)，男，河北保定人，碩士生
