《表2 热解表观动力学参数计算数据》

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《CeCl_3催化作用下松木屑的热解特性分析》

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斜率和截距分别是关于E、A的函数，分别把实验所得数据代入式（1）中，通过计算并进行线性拟合，可得出不同催化剂作用下松木屑的热解动力学结果，如表2所示。由表2可看出：经0.1 mol/L的CeCl3溶液浸泡过的松木屑所需活化能为28.3 kJ/mol，与其他配比溶液浸泡的松木悄相比低得多。对比图3的热解TG曲线可得出，活化能越低热解所需初温也越低，即加入催化剂使生物质热解更容易。250～350℃，CeCl3高低浓度配比浸泡的松木屑热解活化能分别为28.3和29.82 kJ/mol，空白样松木屑热解活化能为66.97 kJ/mol，说明CeCl3在低温热解区能显著降低生物质热解活化能；350～450℃热解区间内，0.10 mol/L的CeCl3的热解活化能为11.55 kJ/mol，0.01 mol/L的CeCl3的热解活化能高达40.034 kJ/mol，空白松木屑热解活化能为49.06 kJ/mol，高温热解条件下高浓度CeCl3能明显降低热解活化能，对生物质的热解催化能力更强。低浓度CeCl3与空白试样的热解活化能相似，且相对低温热解时表观活化能大幅度上升，说明低浓度CeCl3在350～450℃高温条件下其催化能力几乎丧失，故CeCl3存在严重高温失活，但高浓度CeCl3高温下仍有相当高的催化能力，所以CeCl3具有高温失活和高温高催化能力的特性，再次验证了由热解失重和微商失重曲线得出的结论。由此分析，经高浓度CeCl3溶液浸泡的松木屑，其吸附的CeCl3的量较低浓度溶液浸泡时多，CeCl3催化活性随热解温度的升高大大增强，但也存在高温失活。低浓度CeCl3浸泡的松木屑由于吸附催化剂量较少，高温时存在相对吸附量较大比例的失活，CeCl3本身催化能力的质变所提升的催化效应远低于失活所带来的量变所降低的催化效应，所以低浓度CeCl3催化热解能力显著降低。高浓度CeCl3虽然也存在失活，但其失活量相对吸附量较少，质变所提升的催化效应远大于失活量变所降低的催化效应。要想保证CeCl3在生物质高温催化热解过程中仍具有较高的催化能力，可提高CeCl3的量。依据此，本文再次通过实验来探究CeCl3在催化热解过程中最优催化剂添加量。