城南学院 半纤维素的红外及热解实验研究
残留的固体的得率不同。其中 30℃/min 的升温速率下的残固得率最低，30℃/min 的升温速率应该是反应的最佳环境。本章的实验结果还能和上一章的量子化学模拟计算结果相互验证说明。其中分子模拟结果中几个不同阶段反应的反应速率最大时的温度正好对应热解实验结果的第二阶段和第三阶段，可以说明低温时半纤维素的热解反应主要是支链的断裂分解。随着温度的升高，半纤维素分子主链解聚，组成主链的各个单体再发生分解生成各种产物。实验结果和分子模拟的结果能够比较好地相互验证说明。
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结论与展望
1结论
众所周知，生物质主要由纤维素、木质素以及半纤维素构成。纤维素和木质素结构稳定，特性明显，易于探讨；而半纤维素相对复杂，种类繁多，活性强，不易掌握其反应特性及规律。本课题围绕半纤维素热解反应机理展开了比较深入的研究。在该课题的研究周期内，进行了大量相关工作，大到半纤维素的基本结构以及热解反应机理等知识以及相关技术水平的国内外研究现状等，小到详细地研究某种半纤维素分子构造、分子模型研究以及其热解反应实际探讨等等。在研究过程中，解决了不少实际问题，收获了许多实践经验以及半纤维素相关特性和知识。主要结论如下：
（1）通过分析半纤维素的红外光谱图，可以得出：897cm－1附近的振动吸收峰表明糖单元之间以β-糖苷键连接。1161~988cm
－1
之间的谱带说明半纤维素的成
分以木糖为主，主要结构为吡喃环结构。1161cm－1处的弱吸收峰表示有阿拉伯糖基侧链的存在。
（2）采用热重分析法对木聚糖的热解特性进行实验研究。通过 TG 和 DTG 曲线的分析，把木聚糖的热解反应过程分为四个阶段。综合分析热解实验结果发现，30℃/min的升温速率是反应的最佳环境。由分子模拟计算结果，500K 和 700K 分别对应热解实验的第二阶段和第三阶段。低温时半纤维素的热解反应进行得十分剧烈，主要对应半纤维素支链的断裂。随着温度的升高，半纤维素主链发生分解生成各种产物。实验结果和分子模拟的结果能够较好地吻合。
2展望
在该课题的研究过程中，深入的了解了半纤维素的一般热解特性，对今后研究如何充分利用生物质能等方面起到一定的帮助。但由于本人个人水平有限，实验方法单一，实验仪器不够精密等主客观因素，再加上研究时间紧凑，本课题难免有研究不到位的地方。今后需在以下几个方面进行进一步延伸与拓展。
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（1）本文仅选取了一种实验材料，但半纤维素种类繁多，结构复杂，特性活泼，反应过程复杂多变、不易掌握，而且天然半纤维素分子还具有多种不同的结构变形。因此，以后可以采用不同的方法、多种实验仪器、多种反应条件对更多种类的半纤维素进行更复杂的热解反应。
（2）本课题的实验研究材料是分析纯 AR 级别的木聚糖，主成分的含量和纯度都较高，干扰杂质很低，适用于化学实验及工业分析。但红外光谱实验需要更高精度的实验材料，比如光谱纯的木聚糖。今后可以用更高精度的木聚糖来做红外光谱实验。
（3）整个研究周期冗长，没有始终维持单一的实验条件。以后可以做进一步改进。
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