第34卷，第9期 2014年9月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
低浓度酸对糖类物质的碳化现象研究
Vol.34,No.9 -pp2346-2350
September, 2014
张昕1.2，贺安琪”，康廷国1*，夏锦明”，翁诗甫”，徐怡庄*，吴瑾光”
1.辽宁中医药大学药学院，辽宁大连116600 2.北京大学化学与分子工程学院，北京100871 3.沈阳度太生物制药研究中心，辽宁沈阳110031
摘要能源是经济与社会发展的基本动力，随着全球经济发展以及世界人口的增长，能源与环境的危机也日渐凸显。所以开发可再生能源成为减碳和实现社会可持续发展的必然选择。目前，生物质因具有C0：零排放不会造成温室效应的特点，被公认是一种优质的燃料。但是生物质同时具有含氧量高和含碳量少的特点，而碳含量对于生物质燃烧在释放能量方面具有积极的作用，氧含量则起到负面作用。所以生物质也存在不抗烧，热值低等缺点。本实验的目的是找到一种可以提高生物质碳含量和降低氧含量的方法。糖类物质是生物质的重要组成部分，本工作采用广不同浓度的盐酸、硫酸和高氯酸分别与糖类物质在常温常压条件下进行碳化反应。并通过X射线光电子能谱（XPS）、元素分析和显微红外分析等方法对碳化残余物质进行表征，结果发现样品的碳含量都有了明显的增加并且伴随着氧含量的下降。同时，通过滴定的方法发现各种酸都有少量的消耗，可以用于循环利用，减少酸污染。值得提出的是，本实验所有的反应都是在常温常压零能耗的条件下进行的，这大大减少了其他能源的消耗，减少环境危机。所以本研究为可能改善生物质燃料燃
烧的特性，降低能源利用带来的环境污染和产生更高能量密度能源物质提供了新的机会。关键词生物质燃料；糖类物质；零能耗；低浓度酸；碳化反应
中图分类号：R282.7文献标识码：A
引言
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2014 )09-2346-05
负面作用3"
许多相关文献都报道了生物质燃料存在含碳量低、氧量高的特点，从而在燃烧时存在热值低，燃烧不稳定等的缺
能源是经济运行的命脉、社会发展的基本动力，随着全球经济发展以及世界人口的增长，必将使能源消费持续增长。由此带来的能源与环境危机也日渐凸显，所以开发可再生能源成为减碳和实现社会可持续发展的必然选择。生物质作为生物质能量的载体，是一切有生命的可以再生的有机物质的总称，被认为是唯一一种可储存和可运输的可再生碳能源。生物质在燃烧过程中排放的CO2量等于其在生长过程中从大气中吸收的C0量：所以生物质具有CO：零排放不会造成温室效应的特点1.2]，适合燃烧转化利用，是一种优质的可再生能源燃料，进而引起了世界能源工作者极大的关注。从化学的角度上看，生物质主要由C，H，O，N，S等物质组成，前三个是主要组成成分3，行。一些研究发现，生物质燃料过程能量释放主要取决原料成分5]。其中C和H对于生物质燃烧在释放能量方面具有积极的作用，而0则起到
收稿日期：2014-01-23，修订日期：2014-04-04
基金项目：国家自然科学基金项目（51373003)资助
点[-11]。如Demirbas在其关于不同生物质燃料燃烧特性的文章中，详细的介绍了与固体矿物燃料对比，生物质燃料所包含的碳含量很少并且氧含量很高，所以生物质燃料的热值显著的低于大部分煤"]。许多作者如Sahu，Haykiri-Acma， Magdziarz等在他们的文章中同样也列出了生物质燃料碳含量明显低于煤，而氧含量是煤的24倍，热值明显低于煤[12-15]。针对以上所描述的生物质燃料在燃烧中存在的不足，本研究的目的是希望通过实验找到一种零耗能的方法，用以降低生物质中氧含量并提高碳含量，改善其热值低和燃烧不稳定的缺点，从而使生物质燃烧利用率增加。
木糖、阿拉伯糖、葡萄糖等是半纤维素的结构单元(6] 所以这些糖类物质也是生物质的重要组成部分。贺安琪等曾在研究中发现，含大量水分的浓盐酸在常温常压条件下与截葡糖可以产生类似浓硫酸脱水的“碳化”现象。根据这一现
作者简介：张昕，女，1988年生，辽宁中医药大学药学院硕士研究生
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