能源环境保护2024,Vol.38Issue(2) :57-66.DOI:10.20078/j.eep.20231204

微波热解木质生物质的研究进展

Recent advances in the microwave pyrolysis of lignocellulosic biomass

蒋志伟 刘鹏昊 赵峻 严凯
能源环境保护2024,Vol.38Issue(2) :57-66.DOI:10.20078/j.eep.20231204

微波热解木质生物质的研究进展

Recent advances in the microwave pyrolysis of lignocellulosic biomass

蒋志伟 1刘鹏昊 2赵峻 3严凯4
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作者信息

  • 1. 中山大学环境科学与工程学院,广东广州 510006
  • 2. 中山大学环境科学与工程学院,广东广州 510006;广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州 510006
  • 3. 香港浸会大学生物系,香港 999077
  • 4. 中山大学环境科学与工程学院,广东广州 510006;华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室,广东广州 510642
  • 折叠

摘要

随着化石资源的日益枯竭及环境污染问题的日益严峻,开发与利用环境友好的可再生资源受到广泛关注.木质生物质微波热解具有反应速率快、易于控制、安全无污染等优点,但是存在产物分布不均和经济价值不高等问题,严重制约了生物质能的全面与高效利用.系统地介绍了木质纤维素组分的结构,详细阐述了木质纤维素各组分的热解机制,并比较了微波热解与传统热解的差异,探讨了微波热解的影响因素以及微波催化热解木质纤维素的产物分布.此外,介绍不同种类催化剂(碳基材料、分子筛、金属氧化物等)在促进生物质微波热解中的作用,可以高效转化木质纤维素,优化微波热解产物的种类分布,并促进选择性生产特定高值化学品,以实现木质纤维素的资源化和高值化利用.最后,对木质纤维素热解未来研究方向和技术发展进行了展望.

Abstract

With the increasing depletion of fossil resources and the growing serious environmental pol-lution,the development and utilization of environmentally friendly renewable resources have drawn widespread attention.Microwave pyrolysis of lignocellulosic biomass offers advantages such as fast reac-tion rates,easy control,and pollution-free operation.However,issues such as uneven product distri-bution and low economic value severe restrict the comprehensive and efficient utilization of biomass en-ergy.This review systematically introduces the structure of lignocellulosic components,elaborates on the pyrolysis mechanisms of each component,compares the differences between microwave pyrolysis and traditional pyrolysis,discusses the influencing factors of microwave pyrolysis,and examines the product distribution of microwave-catalyzed pyrolysis of lignocellulosic biomass.Furthermore,various catalysts(carbon-based materials,molecular sieves,metal oxides,etc.)that promote microwave py-rolysis of biomass are introduced.These catalysts efficiently convert lignocellulosic biomass,optimize the distribution of microwave pyrolysis products,and facilitate the selective production of specific high-value chemicals,thereby promoting the resource utilization and value-added utilization of lignocellul-osic biomass.Finally,the review presents prospects for future research directions and technological de-velopments in lignocellulosic pyrolysis.

关键词

木质纤维素生物质/微波热解/化学品/催化

Key words

Lignocellulosic biomass/Microwave pyrolysis/Chemicals/Catalysis

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基金项目

国家重点研发计划(2023YFC3905804)

广州市科技计划(202206010145)

国家自然科学基金(22078374)

国家自然科学基金(22378434)

出版年

2024
能源环境保护
煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所

能源环境保护

影响因子:0.472
ISSN:1006-8759
参考文献量79
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