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竹子是一种快速生长的可再生资源和木材替代品,充分高效地利用竹材资源具有重要的经济和社会意义。本文采用高精度热重分析仪(TG、DTG和DSC),在高纯氮的氛围下,在40~500℃温度范围内,考查了不同部位的竹材(分为外,中,里三层)样品的热解过程,进行了小样品竹材在不同加热速率和样品状态下的热解动力学分析、产率分析及热解过程中的焓变分析。然后在热解管实验中,考察了加热速率、样品状态和热解最终温度对竹炭产率的影响,并对竹材热解的固体产物竹炭进行了性能表征。 热重分析仪中的实验结果表明:不同形状的小样品竹材(粉末、条状、块状),它们的热解起止温度是相同的;加热速率的增加,会使竹材热解起止温度滞后;竹材的热解过程是分阶段的,而前后两段的反应级数相同,竹子的外、中和里三层的热解反应级数是相同的;加热速率会对反应动力学造成较大的影响,加热速率增加,热解反应级数随着上升,加热速率由5℃/min上升到40℃/min,反应的级数由1.5上升到2;热解过程中后段的活化能和频率因子都比前段的大的多;随着加热速率的增加,竹材外、中、里三层的热解失重都有不同程度的上升。竹材样品形状从粉末变为条状、块状,竹材热解前半段失重下降,热解后半段失重上升,总体来说失重下降,而且三层的变化趋势相同。竹材热解的DTA结果显示,热解过程中,水分逸出是吸热的,但是,吸热较小,而半纤维素、纤维素和木质素的热解是放热的,在900℃和1000℃之间,有一个明显的吸热过程,是由于相变引起的,为进一步的大型热解的最终温度设置提供了依据。热解管中进行大样品热解实验结果表明:加热速率增加会使竹材失重增加,而且增加趋势渐缓。随着样品宽度的增加,竹炭的热解产率增加,上升趋势渐缓。随着样品长度的增加,竹炭的热解产率依次增加。竹材热解最终温度对产率有很大的影响,随着热解最终温度的上升,竹炭产率下降,而且下降趋势渐缓。竹炭的吸碘值受最终温度的影响,900℃生成的竹炭,吸碘值104g/Kg,受相变的影响,1000℃生成的竹炭,吸碘值反而下降到32g/Kg。