硝酸对木质素和纤维素基炭氧化特性的对比研究开题报告

1. 研究目的与意义

目的：了解木质素和纤维素两种生物质的基本成分的炭化产物的硝酸氧化行为特点，掌握硝酸氧化对木质素炭和纤维素炭的孔隙结构和表面化学性质的影响。为生物质炭的微观结构和孔隙结构的形成和发展提供新的理论依据。

意义：

比较得出硝酸对木质素基炭和纤维素基炭氧化特性。通过实验数据可分析出炭化温度对两种碳的物理化学性质的影响。

2. 国内外研究现状分析

黄彪《木材炭化机理的研究》：升温速度为5和10℃/min,升至规定温度（400,500,600,700,800和900℃）炭化，达到最高温度后，保持一个小时后自然冷却。且通入氮气，氧气，二氧化碳等氛围气。文献表明，炭化温度在400-600℃之间，炭化物得率下降十分明显，之后趋于恒定。加盖法炭化的得率高于为加盖法；对于加盖法，在500℃之前与800℃之后，升温速率对得率影响不大，500-800℃时，慢速炭化的炭化物得率高于快速炭化得率。炭化物固定碳的含量随着炭化温度的升高而升高。

侯方《硝酸处理对活性炭性质的影响》：硝酸改性活性炭，当硝酸浓度0.15g/ml,回流温度20℃，回流时间为3h时，可以不损失比表面积的情况下增大活性炭中孔孔容。硝酸改性在活性炭表面引入的官能团大部分为羧基。且硝酸改性净化了活性炭，使灰分含量下降，同时产生部分石墨化，随着氧化程度的增大，这种效果更加显著。

吴开金《硝酸改性对活性炭吸附性能的影响》：在温度20℃，硝酸质量分数为20%，处理时间为16h的条件下，硝酸改性过程中，孔隙结构被破坏的同时也不断生成新的空隙，随着温度的升高和处理时间的延长，改性活性炭的吸附性能总体呈先升后降的趋势。

3. 研究的基本内容与计划

内容：1分析在不同炭化温度下制备的木质素基炭和纤维素基炭的基本特性：碳含量，挥发份，酸碱性和孔隙结构；2研究硝酸对不同温度下制备的木质素基炭的氧化能力（分析得率，碳含量，挥发份，酸碱性和孔隙结构）；3研究氧化温度对不同温度下制备的纤维素基炭的氧化能力（分析得率，碳含量，挥发份，酸碱性和孔隙结构）

计划：2.25-3.7日查阅文献准备原料确定实验流程与方法。

3.9-4.15日制备纤维素基炭与木质素基炭，并氧化。测产物性能。

4. 研究创新点

研究了硝酸在不同温度下对不同结构的炭的选择性氧化。