咖啡渣热解过程中油分对热行为的影响:基于热重数据的动力学研究

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:BioEnergy Research 3.1

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  为探究油分对咖啡渣(SCG)热解热行为的影响,研究人员通过 TGA-DTG 在 5-50°C/min 升温速率、800°C 最高温下,分析 SCG 及脱油咖啡渣(SCGE)热分解行为与动力学参数。发现油分使 SCG 活化能(Ea)高于 SCGE,揭示油分对热解的影响机制。

  
本研究考察油分对废弃生物质咖啡渣(SCG)热解过程中热行为的影响。通过热重分析(TGA-DTG)在 5 至 50°C/min 升温速率、最高 800°C 条件下,评估 SCG 和脱油咖啡渣(SCGE)及其生物聚合物组分热化学分解的热行为与动力学参数,结合热重分析和傅里叶变换红外(FTIR)光谱比较两者油分差异。结果显示,两者分解温度随升温速率升高而增加,但整体分解模式未受影响。FTIR 结果表明有机化合物逐步转化为含碳物质,400°C 左右变化显著。热解过程中生物聚合物反应活性顺序为:半纤维素>纤维素>木质素。应用基辛格法对热解进行动力学研究,得出 SCG 的活化能(Ea)值为 122.149 kJ/mol,SCGE 为 115.814 kJ/mol,对应半纤维素分解。KAS 和 FWO 方法显示,半纤维素、纤维素和木质素的活化能(Ea)随转化程度增加而升高。与 SCGE 相比,SCG 活化能(Ea)升高归因于油中游离脂肪酸减缓反应过渡,脱油后(SCGE)过渡更平缓,表明去除油分促使活化能降低。这些结果凸显了油分对材料热行为的影响。

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