Автор: При существующей мировой тенденции постоянно растущего энергопотребления возникает существенный интерес в разработке альтернативных источников органического сырья [1]. Пиролитические технологии представляют в этом свете большой интерес ввиду возможности получения разнообразных продуктов, которые при последующем облагораживании позволяют получать ценное сырье, не уступающее по потребительским свойствам, получаемому из ископаемых источников [2].
В качестве исследуемого образца использовали скорлупу фундука (HSN). Для удаления влаги сырье нагревали до 200 °C со скоростью 6,7 Ю/мин и выдерживали 30 минут. Затем проводили пиролиз при 650 °C со скоростью нагрева 5 Ю/мин с последующей выдержкой в течение часа. По завершению процесса систему охлаждали.
Эксперименты проводились при следующих условиях:
- Некаталитический пиролиз. Пиролиз в токе азота: Измельченное сырье пиролизовали в атмосфере азота; Пиролиз с глиной (ММТ) в атмосфере азота: Сырье смешивали с монтмориллонитовой глиной (ММТ) 1:1, увлажняли 10 мл воды до пастообразного состояния и пиролизовали в токе азота; Пиролиз с глиной (ММТ) на воздухе: Порядок аналогичен предыдущему алгоритму, но пиролиз проводили в атмосфере воздуха;
- Каталитический пиролиз проводили с использованием прекурсоров — растворов нитратов переходных металлов (Fe, Co, Ni), которые наносили на поверхность MMT методом пропитки по влагоёмкости с последующим отжигом при 300 °C для образования оксидов металлов на поверхности глины. Полученные катализаторы (5% Me/MMT) смешивали с сырьём в соотношении 1:1, увлажняли и подвергали пиролизу.
Методом ГХ-МС проведён качественный анализ жидких продуктов пиролиза, в ходе которого идентифицированы семь основных компонентов по хроматографическим пикам с наибольшей площадью. Для всех образцов проведено сравнение площадей этих пиков с учётом поправочных мольных коэффициентов. Наложение хроматограмм показало сопоставимость пиков и выявило количественные различия в составе продуктов в зависимости от способа пиролиза.
Выводы: Наибольший выход бионефти наблюдается в группах N2, ММТ/Air, ММТ. Основным компонентом жидких продуктов пиролиза является уксусная кислота с содержанием более 73%. Введение катализаторов на носителе ММТ либо не влияет на равновесие процесса (Fe, Co), либо смещает его в сторону образования воды (Ni). Проведение опыта в токе N2 с использованием ММТ способствует образованию пропионовой кислоты, 1-гидрокси-2-бутанона и производных фенола (C7-C9). Система N2, Ni/ММТ характеризуется максимальным содержанием уксусной кислоты (89,6%) и минимальным содержанием производных фенола (C7-C9) и пропионовой кислоты.
Литература
- Kumar J., Vyas S. Comprehensive review of biomass utilization and gasification for sustainable energy production: Comprehensive review of biomass utilization and gasification…: J. Kumar, S. Vyas //Environment, Development & Sustainability. — 2025. — Т. 27. — №. 3.
- Zhang K. A Review of Biomass Energy: Comparison of Utilization Methods and Future Prospects //E3S Web of Conferences. — EDP Sci¬ences, 2025. — Т. 606. — С. 05007.
Авторы: Кульберг И.С., Власова Е.А., Медведев А.А., Соколовский П.В. ИОХ РАН, г. Москва
