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典型文献
甘氨酸水热液化原位拉曼光谱观测及反应动力学分析
文献摘要:
随着社会经济的飞速发展,能源短缺问题在世界范围内日益突显.目前,开发利用可再生能源已被我国列为能源发展的优先领域.藻类植物蕴含丰富的生物质能,同时又具有光合效率高、固碳能力强、生长速度快、来源分布广等优势,是公认的可持续绿色清洁能源的发展方向.甘氨酸是藻类水热液化过程中的重要过程反应物,其液化过程中的热动力学性质是认识和优化藻类水热液化技术的基础要素,通过研究甘氨酸水热液化过程可为分析复杂的生物质水热液化反应奠定基础.研究基于熔融石英毛细管反应器(FSCR)高温高压可视反应腔,结合Linkam FTIR600控温台与Andor激光拉曼光谱仪联用,对甘氨酸水溶液在270~290℃(压力同于实验环境温度下水饱和蒸气压)条件下的液化过程运用拉曼光谱分析技术开展了原位研究.通过观测5 Wt% 甘氨酸溶液中C—C伸缩振动峰(897 cm-1)、C—N伸缩振动峰(1031 cm-1)和COO-反对称伸缩峰(1413 cm-1)在液化过程中的相对拉曼强度变化,深入分析了温度及反应时间对甘氨酸溶液各官能团热分解的影响.运用Avrami的反应动力学模型分析,获取了量化温度对甘氨酸分子中骨架碳链ν(C—C)的特征振动模式热解过程影响的活化能,357 kJ·mol-1,和不同实验温度下的反应速率常数k等一系列相关参数,定量地揭示了甘氨酸液化过程的热动力学性质.实验中发现,在设定相同的液化反应时间(10 min)内,当温度低于290℃ 时,降温后反应腔内能观测到甘氨酸水溶液中 ν(C—C),ν(C—N),νas(COO-)的特征峰,而温度高于290℃时则不然,表明甘氨酸的完全液化温度约为290℃.该研究运用高温高压可视化实验技术,结合原位拉曼光谱分析技术,厘清了甘氨酸水热液化过程中的不同温度下特征官能团拉曼峰强的变化规律,为深入了解藻类水热液化过程机理、推进生物质能的开发利用提供必要的实验依据,具有重要的科学意义和现实意义.
文献关键词:
甘氨酸;水热液化;原位拉曼光谱;反应动力学
作者姓名:
金王君;李艳;赵越;梅升华
作者机构:
中国科学院深海科学与工程研究所 ,海南 三亚 572000;中国科学院大学 ,北京 100049;北京大学化学与分子工程学院 ,北京 100817
引用格式:
[1]金王君;李艳;赵越;梅升华-.甘氨酸水热液化原位拉曼光谱观测及反应动力学分析)[J].光谱学与光谱分析,2022(11):3448-3453
A类:
水热液化反应,熔融石英毛细管,毛细管反应器,FSCR,Linkam,FTIR600,Andor,相对拉曼强度
B类:
甘氨酸,原位拉曼光谱,光谱观测,动力学分析,可再生能源,能源发展,优先领域,藻类植物,生物质能,光合效率,固碳能力,生长速度,绿色清洁,清洁能源,液化过程,反应物,热动力学,动力学性质,液化技术,高温高压,控温,温台,激光拉曼光谱,光谱仪,水溶液,实验环境,水饱和,饱和蒸气压,拉曼光谱分析技术,原位研究,Wt,酸溶液,伸缩,COO,强度变化,官能团,热分解,Avrami,反应动力学模型,碳链,振动模式,热解过程,活化能,kJ,反应速率常数,酸液,内能,as,特征峰,温度高,不然,液化温度,研究运用,可视化实验,实验技术,过程机理
AB值:
0.223607
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