利用同步辐射DRIFTS技术研究富含焦油的煤与农作物秸秆原位共热解过程中官能团的特征 徐涛， 郭宇， 张成成， 甘博文， 黄晓丽

《Processes》：Characteristics of Functional Groups During In Situ Co-Pyrolysis of Tar-Rich Coal and Crop Straws Using Synchrotron DRIFTS Tao Xu, Yu Guo, Chengcheng Zhang, Bowen Gan and Xiaoli Huang

　　

摘要

本研究利用同步辐射漫反射红外傅里叶变换光谱技术结合热重分析，系统研究了富含焦油的煤与小麦秸秆在原位共热解过程中官能团的变化情况。在50–500 °C范围内，监测并分析了C=C、C-O和C-O-C官能团的动态变化，同时通过热重分析来评估其协同效应。研究结果表明，共热解显著改变了含氧结构的热裂解路径，使整体起始温度降低了约150 °C。具体而言，共热解并非保持结构的热稳定性，反而促进了结构的早期芳香化，使得C=O分解的起始温度比单独处理煤时高出50 °C，官能团断裂率高达47%。此外，C=C键的形成温度也上升了150 °C。同时，共热解有效抑制了生物质中出现的次级结构转变，使得C–O–C结构的相对积累仅增加5%，而小麦秸秆中的这一数值则上升了52%。有趣的是，虽然DRIFTS技术证实了局部键断裂和脱氧过程的加速，但热重分析却显示整体重量损失方面存在负向协同效应。这些发现为理解共转化过程中的复杂自由基相互作用提供了深入见解，也为优化煤-生物质共热解技术奠定了重要的理论基础。