研究成果

Energy—“生物质热化学转化”创新工作室本科生发表有关主曲线法的论文

发布时间:2021-06-22 

近日,上海交大赌博十大网站平台资环系本科生罗来鹏同学在热力学领域顶尖期刊《Energy》(中科院分区一区期刊,影响因子6.082)上发表题为“Insight into master plots method for kinetic analysis of lignocellulosic biomass pyrolysis”的研究论文。

图1. 论文发表截图

 

生物质热解是在完全无氧或缺氧的条件下,将生物质加热到中温,得到生物油,生物炭和热解气的热化学转化过程。生物质热解动力学研究是计算生物质热解热力学参数和探究生物质热解机理的基础。求解动力学三因子(即动力学活化能,频率因子和动力学机理函数)是生物质热解动力学研究的关键。活化能通常利用等转化率方法计算,而动力学机理函数则常通过主曲线法(Master plots method)求解。然而,主曲线法求解动力学机理函数的准确性及其在生物质热解动力学分析中的适用性还有待系统研究。

论文分析了多个理论模拟生物质热解动力学过程,结果表明:频率因子随反应进度的变化程度是决定主曲线法准确性的关键因素;等转化率法求解得到的活化能准确性及活化能随反应进度的变化是影响主曲线法的重要因素;利用主曲线法解析频率因子随反应进度变化剧烈的化学过程会导致动力学机理函数的误判;生物质组分复杂,生物质热解过程牵涉反应数量多,热解动力学参数通常随反应进度变化剧烈,主曲线法在生物质热解动力学分析中的适用性差。基于动力学补偿效应和经验动力学机理函数,论文最后还提出一个新的求解化学反应过程动力学机理函数的设想。

图2. 论文部分结果图形

 

罗来鹏同学于2018年加入蔡均猛老师主导的“生物质热化学转化”创新工作室,开展生物质热解研究。本论文是他加入工作室后的第二篇论文(第一篇:Energy & Fuels, 2020, 34 (4), 4874-4881.)。论文的通讯作者是上海交大赌博十大网站平台蔡均猛老师,合作者包括赌博十大网站平台资环系本科生张智一同学,赌博十大网站平台博士生李冲和Nishu,山东理工大学何芳老师和上海理工大学张兴光老师。

图3. 论文的图形摘要

 

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544221014420

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