综述：微波热解农业废弃物的可持续价值化：机制、优化、催化剂路径、整合策略与展望

这篇综述系统比较了微波热解（MAP）与传统热解（CP）的差异，深入探讨了反应器类型、参数优化及催化剂对热解产物（如高可燃气体H2/CH4/CO、高酚类生物油和高品质生物炭）的增强机制，并提出与预处理、厌氧消化（AD）等技术的整合策略，为工业化放大提供技术指导。

　　

Microwave pyrolysis

微波热解（MAP）作为新兴热化学转化技术，凭借其独特的电磁波加热机制（频率0.300–300 GHz），在农业废弃物处理中展现出显著优势。与常规热解（CP）相比，MAP能高效生成高热值可燃气体（H₂、CH₄、CO）、富含酚类的生物油及高孔隙率生物炭。材料对微波的响应分为绝缘体、导体和吸收体三类，而生物质中纤维素、半纤维素和木质素的差异分解进一步影响产物分布。

Type of biomass

不同生物质组分（如含水量、灰分、CHNS/O元素比例）直接决定热解产物特性。例如，高纤维素生物质倾向于产生更多生物油，而高灰分原料则促进气体生成。数据表明，玉米秸秆与稻壳在相同MAP条件下，生物油产率差异可达15%。

Optimization of microwave pyrolysis parameters

机器学习（ML）因其多参数交互分析能力，成为优化MAP条件（如微波功率500–900 W、催化剂比例10–20 wt%）的首选工具。响应面法（RSM）验证显示，沸石催化剂可提升生物炭和气体产率，而金属/碳基催化剂则优化生物油产量。

Enhancing microwave pyrolysis products using integrated approach

整合酸预处理或蒸汽爆破可显著提高生物质降解效率。厌氧消化（AD）残渣作为MAP原料时，其高氮含量能催化生成富氢气体。此外，与烘焙技术的联用可降低生物质氧含量，提升产物能量密度。

Challenges and perspectives

连续式微波反应器被视为规模化应用的关键，但需解决能耗平衡与经济效益评估问题。未来研究应聚焦催化剂再生、反应器设计标准化及AI驱动的全流程优化。

Conclusions

MAP在选择性产物生成和能源效率上全面超越CP，沸石催化剂提升生物油烃类含量，金属氧化物则增加酚类组分。通过整合预处理与AD技术，MAP有望实现农业废弃物的闭环高值化利用，为可再生能源领域提供新范式。

（注：全文严格依据原文数据及结论缩编，未添加非文献支持内容）