董曉晨， 葉小寧， 蔣曉燕， 胡 斌， 陸 強， 董長青

(華北電力大學 生物質發(fā)電成套設備國家工程實驗室，北京 102206)

·綜述評論——生物質材料·

生物質快速熱解制糠醛的實驗研究及理論探討綜述

董曉晨， 葉小寧， 蔣曉燕， 胡 斌， 陸 強， 董長青

(華北電力大學 生物質發(fā)電成套設備國家工程實驗室，北京 102206)

糠醛是生物質快速熱解的重要產物之一，通過對生物質進行定向熱解可實現糠醛的選擇性制備，從而獲得一種新型的糠醛制備方法，實現生物質的高值化利用。概述了國內外對纖維素和半纖維素熱解形成糠醛機理的實驗研究和密度泛函理論分析，總結了生物質選擇性熱解制備糠醛的工藝技術，指出了今后的研究需要，明確糠醛的熱解形成機理以及優(yōu)化糠醛選擇性制備的技術。

生物質；綜纖維素；糠醛；快速熱解機理；選擇性制備

糠醛，學名為α-呋喃甲醛，是呋喃C-2位上的氫原子被醛基取代的衍生物。作為呋喃環(huán)系最重要的衍生物，糠醛是一種很好的有機溶劑，也是有機合成的重要原料?？啡┑幕瘜W性質活潑，可以通過氧化、縮合等反應制取眾多的衍生物[1]，被廣泛應用于合成樹脂、合成塑料、食品、醫(yī)藥、染料等行業(yè)。傳統(tǒng)的糠醛生產采用酸催化水解工藝[2]，具有能耗大、污染和腐蝕嚴重的缺點。近年來，在生物質快速熱解的研究中，不同學者均發(fā)現糠醛是一種重要的熱解產物，同時來自纖維素和半纖維素，而且在特定的熱解反應條件下還可以顯著提高糠醛的產率[3]，因此通過生物質定向熱解選擇性制備糠醛，可望提供一種新型的糠醛生產工藝。

1 纖維素快速熱解生成糠醛

1.1 機理探討

1.1.1 常規(guī)實驗

纖維素快速熱解過程中會生成大量的呋喃類產物，糠醛是其中最為重要的產物之一，一般在300 ℃左右開始生成糠醛。根據Lu等[4]的研究，隨熱解溫度升高和時間延長， 300～550 ℃的溫度范圍內糠醛的絕對含量明顯增加，到600 ℃以后含量增加趨于平穩(wěn)；但糠醛在液體產物中的相對含量卻表現出了不同的變化趨勢，隨著熱解溫度的升高以及時間的延長其相對含量反而降低。

不同的學者基于各自的實驗研究結果提出了不同的糠醛形成機理。Dong等[5]提出纖維素經過解聚、開環(huán)、 C—C鍵斷裂，最終由C-1～C-5或C-2～C-6縮醛、脫水形成糠醛，如圖1所示。Shen等[6]認為糠醛主要來自于5-羥甲基糠醛的分解，具體形成途徑如圖2所示，纖維素經過解聚、開環(huán)、脫水、環(huán)化首先生成5-羥甲基糠醛，再脫去一分子甲醛生成糠醛。比較圖1和圖2的糠醛生成路徑，主要不同點在于C—C鍵斷裂和呋喃環(huán)生成的先后順序。

圖1 Dong等[5]提出的纖維素熱解生成糠醛的路徑

圖2 Shen等[6]提出的纖維素熱解生成糠醛的路徑

除了多數學者認為的纖維素單體需先開環(huán)后形成糠醛的反應途徑外，也有學者提出了其他觀點。Collard等[7]提出的糠醛生成路徑如圖3所示，該路徑中5-羥甲基糠醛仍為生成糠醛的前驅物，但與此前報道不同的是纖維素單體不再經過開環(huán)反應，而是直接由吡喃環(huán)收縮異構為呋喃環(huán)，之后脫水生成5-羥甲基糠醛，最后脫去一分子的甲醛生成糠醛。

圖3 Collard等[7]提出的纖維素熱解生成糠醛的路徑

1.1.2 同位素示蹤實驗

在纖維素熱解過程中，常規(guī)實驗無法驗證糠醛是由葡萄糖單元6個碳原子中哪5個形成的。為此，Paine等[8]利用同位素標記的葡萄糖進行了熱解實驗，發(fā)現所有的糠醛產物中，90%左右來自葡萄糖的C-1～C-5，剩余10%含有C-6，這說明大部分的糠醛是由葡萄糖單分子脫去C-6生成的，然而纖維素熱解時還會發(fā)生葡萄糖分子間的縮合反應，縮合產物再分解生成的糠醛就可能包含C-6原子；此外，還對糠醛的離子碎片進行了分析，證明了約有3/4的糠醛的醛基側鏈由C-1生成，其余1/4則來自于C-5和其他的干擾反應?；诖?，提出了以下的糠醛生成路徑，如圖4所示。

圖4 Paine等[8]提出的D-葡萄糖熱解生成糠醛的路徑

1.2 關鍵中間體

纖維素熱解生成糠醛的反應路徑中，涉及了一些關鍵中間體，對這些中間體的確認有助于深入了解糠醛的形成機理。一些學者提出，纖維素熱解生成糠醛過程中，會經歷呋喃果糖中間體，并且通過實驗證實了果糖比葡萄糖更易熱解生成糠醛[8]。與葡萄糖相比，果糖熱解生成糠醛的路徑反應步數較少，這應該是果糖比葡萄糖更易熱解生成糠醛的主要原因之一，然而這并不能確定呋喃果糖一定是纖維素熱解生成糠醛的必經中間體。

與呋喃果糖中間體觀點相比，5-羥甲基糠醛中間體的觀點得到了更普遍的認同[9-10]。Wang等[11]還對5-羥甲基糠醛進行了熱解實驗，證明了糠醛是5-羥甲基糠醛進一步熱解(熱解溫度為600 ℃，停留時間為10 s)的主要產物。

也有一些學者對5-羥甲基糠醛中間體的觀點持懷疑態(tài)度。根據Shin等[12]和Lu等[4]的實驗研究，5-羥甲基糠醛熱解的產物主要是2,5-呋喃二甲醛和5-甲基糠醛，只有少部分會進一步分解生成糠醛；這一結果與Wang等[11]的實驗結論相反，主要原因是Wang等的實驗反應時間較長，促使5-羥甲基糠醛的一次熱解產物發(fā)生二次分解而形成較多的糠醛?；诖?，可以確定纖維素快速熱解生成的5-羥甲基糠醛會部分分解生成糠醛，但這并不是主要的糠醛生成路徑。

綜上所述，纖維素熱解過程中可以生成呋喃果糖和5-羥甲基糠醛，這2種物質都可以作為進一步生成糠醛的中間體，但是它們并不是生成糠醛的必經的中間體，纖維素仍可以通過其他路徑熱解生成糠醛。

1.3 密度泛函理論研究

常規(guī)的實驗研究受限于檢測手段，難以從微觀層面揭示熱解反應機理；近年來，密度泛函理論計算通過在分子和原子層面模擬化學反應，已初步實現對生物質熱解機理的研究。Wang等[11]、Zhang等[13]和Huang等[14]利用密度泛函理論方法和Gaussian軟件包，各自研究了β-D-吡喃葡萄糖熱解的反應機理，其中提出的糠醛生成路徑分別如圖5所示。3者提出的糠醛生成路徑雖然各不相同，但都以5-羥甲基糠醛為中間體。

通過對上述路徑進行計算， 3者得到了相近的生成5-羥甲基糠醛的反應能壘(過渡態(tài)和參與反應的反應物或中間產物的能量差)，分別為281.1、 293.1和284.5 kJ/mol； Wang等[11]和Zhang等[13]的進一步計算顯示由5-羥甲基糠醛生成糠醛的能壘，則分別為313.3和360.6kJ/mol。由此可知， 5-羥甲基糠醛生成糠醛的能壘較高，反應較為困難。

總的來說，密度泛函理論方法對糠醛生成機理的研究，目前還不夠全面，只考慮了經由5-羥甲基糠醛這一中間體生成糠醛的可能路徑，對于其他可能的路徑還沒有涉及。在今后的研究中，應盡可能全面考慮所有可能的糠醛生成路徑，通過對各路徑反應能壘的比較，確定纖維素熱解生成糠醛的能量最優(yōu)路徑。

圖5 Wang等[11](1)、Zhang等[13](2)和Huang等[14](3)通過密度泛函理論計算得出的吡喃葡萄糖熱解生成糠醛或5-羥甲基糠醛的路徑

2 半纖維素快速熱解生成糠醛

與纖維素相比，半纖維素組成結構復雜，為一種或多種糖單元(葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸等)構成的帶有支鏈的無定形結構[15]，分子鏈較短且不具有結晶區(qū)，熱解穩(wěn)定性較差，初始熱解溫度低于纖維素[3]。

2.1 木聚糖熱解生成糠醛

2.1.1 實驗研究 木聚糖是生物質中半纖維素的重要成分之一。木聚糖快速熱解過程中，也會形成多種呋喃類產物，其中糠醛一般是最為重要的產物。Shen等[16]在425～690 ℃的范圍考察了木聚糖的熱解特性，發(fā)現隨著熱解溫度的升高，糠醛的產率不斷增加，并且在690 ℃時達到最大。

木聚糖中一般都含有取代基(O-乙?；?和支鏈(4-O-甲基-葡萄糖醛酸等)，因此對木聚糖熱解機理的研究，往往需要針對含有不同取代基和支鏈的原料進行。Wang等[17]對含有β-D-吡喃木糖聚合而成的木聚糖、O-乙?；揪厶呛蛶в?-O-甲基葡萄糖醛酸支鏈的木聚糖的原料進行了熱解實驗，根據實驗結果，提出了圖6所示的糠醛生成路徑。根據木聚糖和纖維素組成結構的差別，可推斷戊糖基原料(木聚糖)熱解生成糠醛和己糖基原料(纖維素)熱解生成5-羥甲基糠醛具有相似性[18]；然而木聚糖中的取代基和支鏈的存在會影響糠醛的生成。根據Huang等[19]對O-乙?；咎堑臒峤鈾C理的研究，C-2位上O-乙?；拇嬖谑沟肙-乙酰基木糖難以經過脫水反應后生成糠醛。

圖6 Wang等[17]提出的木聚糖熱解生成糠醛的路徑

2.1.2 理論研究 也有學者采用密度泛函理論計算的方法探究了木聚糖的熱解機理。Huang等[20]和Wang等[21]分別對β-D-吡喃木糖熱解生成糠醛的反應路徑進行了理論計算，兩者提出的糠醛生成路徑分別如圖7所示，并得到其速控步的反應能壘分別為277.9 kJ/mol(以鏈式木糖為能量零點)和307.4 kJ/mol。由于設計的路徑和計算的標準不同，Wang等[21]的結果比Huang等[20]的略高一些；總體而言，這個能壘與吡喃木糖其他熱解競爭路徑相比是較低的，因此糠醛是木聚糖的最主要熱解產物之一。然而，現階段對木聚糖熱解生成糠醛的理論分析還不夠全面，無法確定所研究路徑的唯一性和合理性。

圖7 Huang等[20](1)和Wang等[21](2)通過計算得出的木糖熱解生成糠醛的路徑

2.2 其他半纖維素組分熱解生成糠醛

除木聚糖之外，半纖維素的其他成分及其所對應的單糖，目前也已有一定的熱解研究，但專門對其熱解形成糠醛的研究還很少。有學者指出，甘露糖和半乳糖均為六碳糖，和葡萄糖具有相似的結構；因此葡萄-甘露聚糖和半乳聚糖這2種半纖維素成分快速熱解生成糠醛的特性，與纖維素相似[22]。今后還需要開展更多的研究以深入了解半纖維素不同組分的熱解特性以及糠醛的形成機理。

3 生物質快速熱解生成糠醛

生物質快速熱解過程中，纖維素和半纖維素都會形成糠醛，已有學者對數百種生物質原料進行了熱解研究[23]，發(fā)現糠醛的最終產率和含量，會受到多種因素的影響。Dong等[5]針對楊木開展了系統(tǒng)的熱解實驗，發(fā)現糠醛產率在500 ℃之前迅速增長，在500～700 ℃之間保持較高水平，之后有所下降。這一結果，與之前報道的生物質單組分[4,16]的熱解結果不同：纖維素[4]和木聚糖[16]熱解過程中，糠醛產率在500～600 ℃之間還有一定的增長，一方面是由于楊木等生物質熱解過程中，糠醛是纖維素和多種半纖維素成分共同熱解形成的；另一方面是由于生物質各組分在熱解過程中存在著交互作用，導致各組分的熱解產物分布與其單獨熱解時不同。為了確定這種交互作用對熱解產物分布的影響，Liu等[24]采用纖維素、半纖維素和木質素開展交互熱解實驗，發(fā)現熱解時3組分之間均存在相互影響，使得生物質熱解的結果和3組分各自熱解的疊加結果不同，其中木質素對半纖維素以及半纖維素對纖維素的影響最為明顯；糠醛的生成會受到這種交互作用的顯著影響，木質素的存在會顯著抑制半纖維素熱解生成糠醛。Greenhalf等[25]在2種不同的加熱速率下進行了柳木熱解實驗，結果表明在相同溫度下，提高加熱速率會增加糠醛的產率。Shen等[26]探究了不同粒徑的油桉樹原料對熱解產物的影響，結果表明，隨著原料粒徑的增大，包括糠醛在內的呋喃類產物的含量逐漸降低。

4 生物質選擇性熱解制備糠醛

生物質直接快速熱解生成的液體產物中，糠醛的含量相對較低；只有對熱解過程進行定向調控，才能顯著提高糠醛的選擇性，從而實現糠醛的選擇性制備。

4.1 原料的選擇

原料是影響糠醛制備的首要因素。為此，有學者采用不同的原料進行熱解實驗，重點關注糠醛產率，并發(fā)現玉米芯、玉米稈、杏仁殼以及榛子殼等生物質的熱解產物中糠醛的產率均較高，表明糠醛的產率與生物質原料中戊聚糖的含量直接相關[27]。此外，還有學者發(fā)現，果糖在熱解時較易生成糠醛[28]，因此采用富含果糖提取物的生物質原料，也有利于糠醛的制備。

4.2 催化劑的選擇

為實現糠醛的選擇性制備，關鍵在于大幅促進生物質熱解生成糠醛的反應路徑，并抑制其他的競爭路徑；為此，選用合適的催化劑對熱解過程進行定向調控，是最為有效的方法。研究表明，多種酸催化劑，均有利于綜纖維素熱解生成糠醛[29-32]，包括金屬氯化物(ZnCl2、NiCl2、MgCl2)、酸(H2SO4、H3PO4)、磷酸鹽((NH4)3PO4)、硫酸鹽(Fe2(SO4)3、(NH4)2SO4)、沸石分子篩(ZSM-5、Al-MCM-41、Al-MSU-F、BRHA)等。

在眾多的催化劑中，ZnCl2催化熱解生物質選擇性制備糠醛的效果最佳[29]。Lu等[30]、Branca等[31]以及Wan等[32]均對此開展了大量的研究，證實了將ZnCl2浸漬負載于生物質后進行中低溫快速熱解時，可以實現糠醛的選擇性制備。Lu等[30]的實驗結果表明，在ZnCl2催化熱解條件下糠醛的最高產率可達8%，而常規(guī)熱解過程中糠醛的產率僅為0.49%。具體反應過程如下：木聚糖等戊聚糖在催化熱解過程中極易直接轉化為糠醛；而纖維素則易形成包括左旋葡萄糖酮(LGO)、1,4∶3,6-二脫水-α-D-吡喃葡萄糖(DGP)、1-羥基-3,6-二氧二環(huán)[3.2.1]2-辛酮(LAC)、糠醛等一系列脫水產物，并在ZnCl2的催化作用下最終都將會轉化為糠醛；此外，在ZnCl2催化熱解作用下，木質素主要發(fā)生炭化反應形成焦炭，從而確保液體產物以糠醛為主，實現糠醛的選擇性制備。此外，還提出，ZnCl2是一種很好的化學活化劑，對負載ZnCl2的生物質進行快速熱解獲得富含糠醛的液體產物后，還可以對固體殘?zhí)恐苯踊罨@得活性炭，從而實現糠醛和活性炭的聯(lián)產。

現階段，糠醛選擇性制備的工藝技術均是基于實驗研究開發(fā)的，受限于對糠醛生成機理以及生物質催化熱解反應機理的認識，后續(xù)優(yōu)化缺乏理論指導依據；因此，在今后的研究中，需加強理論層面的研究，并通過理論研究指導現有工藝技術的優(yōu)化及新技術的開發(fā)。

5 結 語

生物質快速熱解過程中，糠醛是綜纖維素熱解的重要產物之一。眾多學者基于不同的熱解實驗結果，提出了多種可能的糠醛生成路徑，并分析了綜纖維素熱解生成糠醛過程中的關鍵中間體；然而，由于缺少有效的驗證方法，目前還沒有形成定論。密度泛函理論計算是一種有效的研究手段，但現階段的理論分析工作考慮還不夠全面。在今后的研究中，應盡可能全面考慮所有可能的糠醛生成路徑，統(tǒng)一計算標準，并配合實驗驗證，深入揭示糠醛的生成機理。

以富含戊聚糖的生物質為原料，并采用催化劑對生物質進行催化熱解，可以實現糠醛的選擇性制備。在今后的研究中，還需要進一步根據糠醛的生成機理以及生物質催化熱解的反應機理，尋找更有效的催化劑以及催化熱解工藝，優(yōu)化糠醛的選擇性制備技術。

[1]GARCIA C S,AGIRREZABAL I T,GUEMEZB M B,et al.Dehydration ofD-xylose to furfural using different supported niobia catalysts[J].Applied Catalysis B:Environmental,2014,152:1-10.

[2]胡青松,陳明強,王君,等.金屬鹽催化木糖脫水制備糠醛的研究進展[J].生物質化學工程,2013,47(6):33-40.

[3]MA Long-long,WANG Tie-jun,LIU Qi-ying,et al.A review of thermal-chemical conversion of lignocellulosic biomass in China[J].Biotechnology Advances,2012,30(4):859-873.

[4]LU Qiang,YANG Xiao-chu,DONG Chang-qing,et al.Influence of pyrolysis temperature and time on the cellulose fast pyrolysis products:Analytical Py-GC/MS study[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2011,92(2):430-437.

[5]DONG Chang-qing,ZHANG Zhi-fei,LU Qiang,et al.Characteristics and mechanism study of analytical fast pyrolysis of poplar wood[J].Energy Conversion and Management,2012,57:49-59.

[6]SHEN De-kui,GU Sai.The mechanism for thermal decomposition of cellulose and its main products[J].Bioresource Technology,2009,100 (24):6496-6504.

[7]COLLARD F X,BLIN J.A review on pyrolysis of biomass constituents:Mechanisms and composition of the products obtained from the conversion of cellulose,hemicelluloses and lignin[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2014,38:594-608.

[8]PAINE J B,PITHAWALLA Y B,NAWORAL J D.Carbohydrate pyrolysis mechanisms from isotopic labeling:Part 4.The pyrolysis ofD-glucose:The formation of furans[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2008,83(1):37-63.

[9]PATWARDHAN P R,SATRIO J A,BROWN R C,et al.Product distribution from fast pyrolysis of glucose-based carbohydrates[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2009,86(2):323-330.

[10]ISAHAK W N R W,HISHAM M W M,YARMO M A,et al.A review on bio-oil production from biomass by using pyrolysis method[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2012,16(8):5910-5923.

[11]WANG Shu-rong,GUO Xiu-juan,LIANG Tao,et al.Mechanism research on cellulose pyrolysis by Py-GC/MS and subsequent density functional theory studies[J].Bioresource Technology,2012,104:722-728.

[12]SHIN E J,NIMLOS M R,EVANS R J.Kinetic analysis of the gas-phase pyrolysis of carbohydrates[J].Fuel,2001,80(12):1697-1709.

[13]ZHANG Ya-yun,LIU Chao,XIE Hui.Mechanism studies onβ-D-glucopyranose pyrolysis by density functional theory methods[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2014,105:23-34.

[14]HUANG Jin-bao,LIU Chao,WEI Shu-nan,et al.Density functional theory studies on pyrolysis mechanism ofβ-D-glucopyranose[J].Journal of Molecular Structure:THEOCHEM,2010,958(1/2/3):64-70.

[15]關倩,蔣劍春,徐俊明,等.木質纖維生物質熱化學轉化預處理技術研究進展[J].生物質化學工程,2014,48(6):56-61.

[16]SHEN De-kui,GU Sai,BRIDGWATER A V.Study on the pyrolytic behavior of xylan-based hemicellulose using TG-FTIR and Py-GC-FTIR[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2010,87(2):199-206.

[17]WANG Shu-rong,LIANG Tao,Ru Bin,et al.Mechanism of xylan pyrolysis by Py-GC/MS[J].Chemical Research in Chinese Universities,2013,29(4):782-787.

[18]SHEN De-kui,GU Sai,BRIDGWATER A V.The thermal performance of the polysaccharides extracted from hardwood:Cellulose and hemicellulose[J].Carbohydrate Polymers,2010,82(1):39-45.

[19]HUANG Jin-bao,LIU Chao,TONG Hong,et al.Theoretical studies on pyrolysis mechanism of O-acetyl-xylopyranose[J].Journal of Fuel Chemistry and Technology,2013,41(3),285-293.

[20]HUANG Jin-bao,LIU Chao,TONG Hong,et al.Theoretical studies on pyrolysis mechanism of xylopyranose[J].Computational and Theoretical Chemistry,2012,1001:44-50.

[21]WANG Shu-rong,Ru Bin,LIN Hai-zhou,et al.Degradation mechanism of monosaccharides and xylan under pyrolytic conditions with theoretic modeling on the energy profiles[J].Bioresource Technology,2013,143:378-383.

[22]WANG Shu-rong,ZHOU Yan,LIANG Tao,et al.Catalytic pyrolysis of mannose as a model compound of hemicellulose over zeolites[J].Biomass and Bioenergy,2013,57:106-112.

[23]BRIDGWATER A V.Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading[J].Biomass and Bioenergy,2012,38:68-94.

[24]LIU Qian,ZHONG Zhao-ping,WANG Shu-rong,et al.Interactions of biomass components during pyrolysis:A TG-FTIR study[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2011,90(2):213-218.

[25]GREENHALF C E,NOWAKOWSKI D J,HARMS A B,et al.Sequential pyrolysis of willow SRC at low and high heating rates-Implications for selective pyrolysis[J].Fuel,2012,93:692-702.

[26]SHEN Jun,WANG Xiao-shan,PEREZ G M,et al.Effects of particle size on the fast pyrolysis of oil mallee woody biomass[J].Fuel,2009,88(10):1810-1817.

[27]BLASI C D,BRANCA C,GALGANO A.Biomass screening for the production of furfural via thermal decomposition[J].Industrial & Engineering Chemistry Research,2010,49(6):2658-2671.

[28]ZHANG Jun-jiao,LIAO Hang-tao,LU Qiang,et al.Mechanistic study on low-temperature fast pyrolysis of fructose to produce furfural[J].Journal of Fuel Chemistry and Technology,2013,41(11),1303-1309.

[29]BRANCA C,BLASI C D,GALGANO A.Catalyst screening for the production of furfural from corncob pyrolysis[J].Energy & Fuels,2012,26(3):1520-1530.

[30]LU Qiang,DONG Chang-qing,ZHANG Xu-ming,et al.Selective fast pyrolysis of biomass impregnated with ZnCl2to produce furfural:Analytical Py-GC/MS study[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2011,90(2):204-212.

[31]BRANCA C,BLASI C D,GALGANO A.Pyrolysis of corncobs catalyzed by zinc chloride for furfural production[J].Industrial & Engineering Chemistry Research,2010,49(20):9743-9752.

[32]WAN Yi-qin,CHEN Paul,ZHANG Bo,et al.Microwave-assisted pyrolysis of biomass:Catalysts to improve product selectivity[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2009,86(1):161-167.

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Review on Experimental and Theoretical Study of Furfural Productionfrom Fast Pyrolysis of Biomass

DONG Xiao-chen, YE Xiao-ning, JIANG Xiao-yan, HU Bin, LU Qiang, DONG Chang-qing

(National Engineering Laboratory for Biomass Power Generation Equipment，North China Electric Power University， Beijing 102206， China)

Furfural was an important product of fast pyrolysis of biomass. It could be selectively produced from controlled fast pyrolysis of biomass. This provided a new way for the production of furfural and value-added utilization of biomass. This paper firstly summarized the experimental studies and density functional theory analysis on the formation mechanism of furfural from pyrolysis of cellulose and hemicellulose. Then this paper concluded the catalytic pyrolysis techniques for the selective production of furfural. Finally, the future research was proposed to reveal the pyrolytic formation mechanism of furfural and optimize the selective furfural production technique.

biomass; holocellulose; furfural; fast pyrolysis mechanism; selective production

10.3969/j.issn.1673-5854.2015.05.008

2015- 03- 31

國家火炬計劃(2013GH561645)；國家自然科學基金資助項目(51276062)；中央高?；究蒲袠I(yè)務費(2014ZD17)

董曉晨(1991—)，女，河北萬全人，碩士生，研究方向為生物質高效熱解轉化的機理研究

*通訊作者：陸 強(1982—)，男，副教授，博士，碩士生導師，研究方向為生物質高效熱解轉化；E-mail:qianglu@mail.ustc.edu.cn。

TQ35; TQ424.19

A

1673-5854(2015)05- 0039- 08