玉米秸稈催化熱解制取富氫氣體

劉樂桐，王 雯，代建軍，劉廣青

（北京化工大學(xué) 生物質(zhì)能源與環(huán)境工程研究中心，北京 100029）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的能源消費(fèi)日益增多。針對(duì)傳統(tǒng)化石燃料使用造成的環(huán)境污染問題，各國(guó)學(xué)者不斷探尋綠色清潔的可替代燃料[1]。生物質(zhì)能因其產(chǎn)量大、可儲(chǔ)存、零碳排放等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注[2]。作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)廢棄物年產(chǎn)量巨大，其中玉米秸稈是玉米生產(chǎn)加工過程中的副產(chǎn)品，長(zhǎng)期以來被當(dāng)作廢棄物隨意丟棄或焚燒，由此造成了嚴(yán)重的社會(huì)及環(huán)境問題[3]。對(duì)玉米秸稈進(jìn)行合理的資源化利用是應(yīng)對(duì)環(huán)境及能源問題的有效途徑之一[4]。

生物質(zhì)熱解是指生物質(zhì)在無氧或缺氧條件下熱分解產(chǎn)生焦炭、生物質(zhì)油和熱解氣的過程，3種熱解產(chǎn)物均有著良好的利用價(jià)值，其中熱解氣可用于供暖發(fā)電、生產(chǎn)化工產(chǎn)品等[5]。氫氣是熱解氣中重要的組成部分，是一種理想的能源載體，具有很高的能量利用率，并且其燃燒產(chǎn)物不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染[6]。目前，氫氣已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化工、電子、冶金、能源、航空以及交通等諸多領(lǐng)域[7]。利用玉米秸稈熱解制取富含氫氣的熱解氣，不僅可以減少玉米秸稈處置不當(dāng)造成的環(huán)境污染，還有利于廢棄物的資源化利用，具有重要的研究意義。常規(guī)生物質(zhì)熱解氣中的氫氣體積含量為5%～25%[8]，如能提高熱解氣的產(chǎn)量同時(shí)提升熱解氣中氫氣的比例，則有助于實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物的高效產(chǎn)能。

添加催化劑可以改變熱解反應(yīng)的進(jìn)程，影響熱解反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率，特定催化劑可以降低產(chǎn)物中的焦油含量，提高熱解效率。以往研究主要考察了不同催化劑對(duì)熱解三相產(chǎn)物分布的影響，而對(duì)熱解氣中氫氣含量的影響討論較少，其影響機(jī)制尚不明晰。祝敏敏[9]以楊木屑為原料探究了金屬氧化物和天然催化劑對(duì)熱解產(chǎn)物分布的影響，發(fā)現(xiàn)不同催化劑對(duì)熱解產(chǎn)物分布的影響不同，其中，CaO促進(jìn)了熱解炭的產(chǎn)生，紅泥促進(jìn)了熱解油的生成，而NiO促進(jìn)了熱解氣的生成。Hu M[10]以炭載鎳為催化劑研究了生物質(zhì)熱解油的催化裂化，發(fā)現(xiàn)鎳促進(jìn)了熱解油向氣體的轉(zhuǎn)化。Yang S X[11]以Ni-Al為催化劑研究了稻殼的催化熱解，發(fā)現(xiàn)Ni-Al的添加可以有效降低熱解油產(chǎn)率，并提升產(chǎn)氣量。

綜上，為了獲得以高產(chǎn)量富氫氣體為目標(biāo)的玉米秸稈最優(yōu)熱解條件，本研究嘗試在玉米秸稈熱解過程中添加不同催化劑，通過催化劑促進(jìn)中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化和富氫氣體的生成，結(jié)合氣相、固相、液相產(chǎn)物的特性以及催化劑表征，探究物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為秸稈生物質(zhì)制取富氫氣體提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

本研究所用的玉米秸稈，產(chǎn)自江蘇東海，含水率為10.7%。實(shí)驗(yàn)前將玉米秸稈自然風(fēng)干，用粉碎機(jī)粉碎至粒徑為0.15～1 mm，在105℃下恒溫干燥12 h后收集備用。玉米秸稈（干燥基）的基本性質(zhì)如表1所示。

表1 玉米秸稈的基本性質(zhì)Table 1 Basic properties of corn straw

本研究所用的12種催化劑 （粒徑均為2～6 μm） 分 別 為Al2O3，10%Ni/Al2O3，20%Na2CO3-Al2O3，10%Ni/20%Na2CO3-Al2O3，CaO-c（工 業(yè) 純 氧化 鈣），10%Ni/CaO-c，CaO-sg（檸 檬 酸 鹽 溶 膠-凝 膠法 制 備 的 氧 化 鈣），10%Ni/CaO-sg，20%ZrO2-80%CaO-sg，10%Ni/20%ZrO2-80%CaO-sg，50%ZrO2-50%CaO-sg和10%Ni/50%ZrO2-50%CaO-sg。其中，20%Na2CO3-Al2O3，10%Ni/Al2O3，10%Ni/20%Na2CO3-Al2O3和10%Ni/CaO-c采用濕法浸漬合成；10%Ni/CaO-sg，20%ZrO2-80%CaO-sg，10%Ni/20%ZrO2-80%CaO-sg，50%ZrO2-50%CaO-sg和10%Ni/50%ZrO2-50%CaO-sg通過檸檬酸鹽溶膠-凝膠法合成。由于鎳在空氣中極易氧化，含鎳催化劑均先在800℃下被H2還原2 h，冷卻后被O2/N2（體積比為1∶99）混合氣鈍化4 h，此后再進(jìn)行熱解反應(yīng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

本研究使用的實(shí)驗(yàn)裝置為管式爐反應(yīng)器，實(shí)驗(yàn)前用氮?dú)猓魉贋?00 mL/min）吹掃5 min以確保反應(yīng)系統(tǒng)的惰性氛圍，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)將6 g原料與3 g催化劑放入石英舟，裝入管式爐。管式爐以20℃/min的升溫速率升高溫度，達(dá)到800℃后保持30 min，反應(yīng)后的熱解氣依次通過冰水浴下的3組冷卻瓶（第一組空瓶收集冷凝液，第二組乙醇和第三組離子水均用于洗滌），隨后通入氣袋。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出石英舟稱重并收集熱解炭，取出冷卻瓶稱重并收集熱解油。

1.3 實(shí)驗(yàn)分析方法

采用Vario ELcube型元素分析儀對(duì)原料進(jìn)行元素分析；根據(jù)固體生物燃料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T28731-2012）對(duì)原料進(jìn)行工業(yè)分析；采用GC-2014C型氣相色譜儀測(cè)定熱解氣的成分；采用Nicolet 6700型傅里葉紅外光譜儀測(cè)定熱解炭和熱解油中的主要化學(xué)官能團(tuán)；采用Agilent 7890B/5977A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)熱解油中的有機(jī)物組分進(jìn)行測(cè)定分析；采用D8A25型X射線衍射儀對(duì)熱解炭進(jìn)行物相分析；采用Tescan Mira Lms型掃描電鏡觀察熱解炭表面的形貌特征；使用InVia Reflex型拉曼光譜儀測(cè)定熱解炭的石墨化程度；采用配備有IQ-C-TCD的自動(dòng)氣體吸附分析儀測(cè)定催化劑的酸度；采用Asap2020型多站式比表面積及孔徑分析儀分析催化劑的比表面積、孔體積和孔徑分布。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化熱解產(chǎn)物分布

玉米秸稈在不同催化劑作用下的熱解產(chǎn)物分布及產(chǎn)氣能力如圖1所示。

圖1 催化劑對(duì)產(chǎn)物分布和氣體組分的影響Fig.1 Effect of catalyst on product distribution and gas composition

由圖1（a）可知：與無催化劑的熱解反應(yīng)相比，各催化劑作用下的氣體產(chǎn)率均有一定幅度的增長(zhǎng)，其中以10%Ni/CaO-sg最佳，氣體產(chǎn)率達(dá)到了46.5%；在10%Ni/50%ZrO2-50%CaO-sg和10%Ni/Al2O3作用下，氣體產(chǎn)率達(dá)到40%以上。在同種催化劑主劑中，鎳的負(fù)載進(jìn)一步提升了氣體產(chǎn)率，這與文獻(xiàn)[12]的研究結(jié)論相一致。與無催化劑的熱解反應(yīng)相比，各催化劑作用下的熱解炭（固體）產(chǎn)率均降低，在10%Ni/CaO-sg作用下，熱解炭產(chǎn)率降低至21.7%，這表明催化劑可使原料的熱解反應(yīng)更加充分，更多的原料被分解轉(zhuǎn)化。熱解油（液體）產(chǎn)率的變化與催化劑種類有關(guān)，當(dāng)催化劑主劑相同時(shí)，鎳的添加可使熱解油產(chǎn)率進(jìn)一步降低，在10%Ni/CaO-sg和10%Ni/50%ZrO2-50%CaO-sg作用下，熱解油產(chǎn)率均低于20%，這是由于鎳的添加使催化劑具有良好的焦油熱解催化活性，促進(jìn)了焦油的裂解反應(yīng)，這與文獻(xiàn)[13]的研究結(jié)論相一致。。

由圖1（b）可知：熱解氣主要由CO2，CH4，CO和H2組成，催化劑對(duì)熱解產(chǎn)氣量有著顯著的影響；相比于無催化劑的熱解反應(yīng)，各催化劑作用下的總產(chǎn)氣量普遍增加，其中以H2和CO的增加為主，H2在熱解氣中的比例明顯提升，有利于富氫氣體的制取。熱解過程的主要趨勢(shì)是復(fù)雜物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單物質(zhì)，大分子生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子的碳和氣體[14]，[15]。

在10%Ni/CaO-sg的作用下，熱解產(chǎn)氫效果最好，氫氣產(chǎn)量達(dá)到了142.0 mL/g，比空白組提高了88.3 mL/g，所占比例達(dá)到了32.1%，比空白組提高了7.9%，這體現(xiàn)了Ni和CaO對(duì)H2生成的促進(jìn)作用。Xu A Z[16]在研究Ni/CaO對(duì)生物質(zhì)熱解產(chǎn)氣的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ni/CaO的添加可使熱解產(chǎn)氣中的氫氣含量大大提升。雖然10%Ni/CaO-sg與10%Ni/CaO-c催化熱解所得的產(chǎn)物分布類似，顯示出相似的主劑和相同助劑的催化功能類似，但10%Ni/CaO-sg催化熱解所得的熱解氣產(chǎn)量卻明顯高于10%Ni/CaO-c（高約17.2%，氫氣含量也有12.9%的提高），這可能是由于工業(yè)純氧化鈣的純度偏低，催化效果較差。在催化劑主劑相同時(shí)，鎳的添加使得熱解氣中的CO和H2含量進(jìn)一步增加，這再次說明鎳基催化劑對(duì)有機(jī)大分子具有較好的催化裂解效果，有利于產(chǎn)生小分子氣體，從而提高了氣體中H2和CO的含量。Hu M[10]在研究炭載鎳催化劑對(duì)松木鋸末熱解產(chǎn)氣組分的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，催化劑中鎳的負(fù)載提升了熱解氣中H2和CO的含量。與其他催化劑相比，在含氧化鈣催化劑的作用下，熱解氣中的CO2含量較低，這體現(xiàn)了CaO對(duì)CO2的吸收作用。催化劑的添加使熱解氣中的CH4含量減少，可能是催化劑促進(jìn)了甲烷重整反應(yīng)的進(jìn)行，這與CO和H2含量的增加相一致。

2.2 催化劑的表征分析

利用NH3-TPD表征催化劑的酸性，NH3脫附峰溫表征了催化劑的酸強(qiáng)度，NH3脫附峰對(duì)應(yīng)的溫度越高，表示催化劑的酸強(qiáng)度越大[17]。圖2顯示了不同催化劑的NH3-TPD曲線。

圖2 催化劑的NH3-TPD曲線Fig.2 NH3-TPD curve of catalysts

從圖2可以看出：20%Na2CO3-Al2O3和Al2O3在300℃附近出現(xiàn)了代表中酸性位點(diǎn)存在的峰；50%ZrO2-50%CaO-sg在430℃附近出現(xiàn)了代表強(qiáng)酸性位點(diǎn)存在的峰，而其他催化劑沒有出現(xiàn)峰，這可能與鈣基催化劑呈堿性有關(guān)。此外，鎳的負(fù)載使催化劑的NH3吸附峰向高溫區(qū)域移動(dòng)，這表明鎳的負(fù)載增加了催化劑的酸強(qiáng)度，有利于提高催化劑表面酸性位活性，可促進(jìn)熱解產(chǎn)物的脫氧和提質(zhì)。

通過BET測(cè)試各催化劑的比表面積、孔體積和孔徑。表2顯示了各種催化劑的結(jié)構(gòu)特性。

表2 催化劑的結(jié)構(gòu)特性Table 2 structural characteristics of catalyst

由表2可知，各催化劑均為介孔材料，不同類型催化劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有很大差異，其中，Al2O3的比表面積和孔體積最高，分別為253.458 m2/g和0.662 cm3/g。值得注意的是，負(fù)載鎳后，各催化劑的比表面積和孔體積均降低，這可能是因?yàn)殒囌紦?jù)了催化劑活性孔隙的一部分。以上數(shù)據(jù)說明，催化劑的催化熱解效果與催化劑的比表面積及孔體積不存在相關(guān)性。

2.3 催化熱解炭的性質(zhì)分析

圖3顯示了各種催化熱解炭的有機(jī)官能團(tuán)分布。

圖3 催化劑對(duì)熱解炭有機(jī)官能團(tuán)的影響Fig.3 Effect of catalyst on organic functional groups of pyrolytic char

由圖3可知，催化劑的添加使熱解炭的紅外光譜出現(xiàn)了更多的特征峰，這表明催化劑促進(jìn)了原料的熱解反應(yīng)，生成了更多類型的化合物。由圖3（b），（c）可知：在含CaO催化劑催化熱解炭中，可在3 600 cm-1附近觀察到O-H的尖銳特征峰，表明CaO促進(jìn)了熱解炭中乙醇的生成[18]，也可能與Ca（OH）2的形成有關(guān)；3 400 cm-1附近的寬吸收帶可能與醇的O-H拉伸有關(guān)[19]；位于1 450 cm-1附近的特征峰可能是由羧酸的O-H彎曲振動(dòng)或C-H彎曲振動(dòng)引起的，該峰在含CaO催化劑催化熱解炭中具有較高的強(qiáng)度，可能是由于CaO促進(jìn)了熱解炭中碳?xì)浠衔锛棒人岬纳?；位? 100 cm-1附近的寬吸收帶可能歸因于C-O的伸縮振動(dòng)，表明熱解炭中可能存在醇和酯類化合物，添加催化劑后該峰強(qiáng)度降低，說明醇和酯可能發(fā)生了分解轉(zhuǎn)化；位于820 cm-1附近的寬吸收帶可能是由C=C彎曲振動(dòng)引起的，表明CaO和ZrO2可能促進(jìn)了烯烴的生成。圖3（a），（c）中位于580 cm-1附近的特征峰表明，含有氧化鋁和氧化鋯的催化劑可能促進(jìn)了熱解炭中鹵素化合物的形成。

圖4顯示了各種催化熱解炭的XRD圖譜。

圖4 催化劑對(duì)熱解炭物相組成的影響Fig.4 Effect of catalyst on phase composition of pyrolytic char

從圖4（b）可以看出：在含CaO催化劑催化熱解炭中，29.4°處出現(xiàn)的峰可能代表了CaCO3，其形成可歸因于Ca（OH）2和含碳化合物在熱解過程中的反應(yīng)以及CO2的吸收，這與熱解氣中CO2含量的減少相一致；此外，熱解炭中還出現(xiàn)了多處代表Ca（OH）2的峰，這與熱解炭在3 600 cm-1處的峰相對(duì)應(yīng)。從圖4（c）可以看出，各催化熱解炭中出現(xiàn)了代表CaS的峰，這可能與氧化鈣的固硫作用有關(guān)。從圖4（a），（b）可以看出，鎳的負(fù)載使熱解炭中出現(xiàn)了以鐵鎳合金為主的含鎳金屬化合物，而鐵鎳合金可以通過改善金屬分布、減小金屬顆粒尺寸、優(yōu)化鐵和鎳的協(xié)同作用以及增強(qiáng)金屬-載體相互作用來提高催化劑的性能[20]。

目前，拉曼光譜技術(shù)己被廣泛用于探究炭材料的有序度、石墨結(jié)構(gòu)結(jié)晶度以及炭材料缺陷性[21]。圖5顯示了各種催化熱解炭在514 nm波長(zhǎng)下的拉曼光譜。

圖5 催化劑對(duì)熱解炭石墨化程度的影響Fig.5 Effect of catalyst on graphitization degree of pyrolytic char

從圖5可以看出：每條拉曼光譜中均含有兩個(gè)散射強(qiáng)度峰，在1 350 cm-1附近的D帶歸因于非石墨化邊界的數(shù)量，表明炭材料的無序性；在1 580 cm-1附近的G帶歸因于石墨層中的炭骨架振動(dòng)，表明炭材料的石墨化程度。D帶與G帶的強(qiáng)度比R（ID/IG）可以作為量化碳級(jí)的參數(shù)，反映石墨化程度。含Al2O3催化劑催化熱解炭的D/G峰強(qiáng)度比非催化熱解炭低，表明該熱解炭的有序度增強(qiáng)，而其他催化劑的R值均高于非催化熱解炭，表明含CaO催化劑的催化熱解過程更充分徹底，熱解炭的空間無序性更強(qiáng)。

圖6顯示了各種催化熱解炭的掃描電鏡圖像。從圖6可以看出，非催化熱解炭表面比較光潔，而各催化熱解炭的表面有許多細(xì)小顆粒，且孔隙結(jié)構(gòu)較多，這些孔隙的形成可能是催化劑的催化裂解導(dǎo)致的。劉洋[22]在研究印染污泥的催化熱解時(shí)發(fā)現(xiàn)，催化劑的加入顯著增加了熱解炭表面的突起數(shù)量，改善了熱解炭的表面形態(tài)。在本文中，熱解炭表面形態(tài)和孔結(jié)構(gòu)的變化與圖4，5的結(jié)果相互呼應(yīng)，這說明在添加催化劑后，秸稈表面和內(nèi)部可能發(fā)生了烴類分解或重整反應(yīng)。

2.4 催化熱解油的性質(zhì)分析

為了探究不同催化劑作用下熱解中間產(chǎn)物遷移轉(zhuǎn)化特性，進(jìn)一步分析了不同催化劑作用下熱解油的有機(jī)物組成含量和有機(jī)官能團(tuán)特征。圖7顯示了不同催化劑熱解下熱解油的有機(jī)化合物種類。

圖7 催化劑對(duì)熱解油有機(jī)組分的影響Fig.7 Effect of catalyst on organic components of pyrolysis oil

從圖7可以看出，催化劑對(duì)熱解油的有機(jī)組成有重要影響，在各催化劑作用下熱解油中最主要的化合物均為含氧化合物，主要包括酚、醇、酸和酮類物質(zhì)，其中酚類物質(zhì)含量最高。Guo F Q[23]研究稻殼在金屬催化劑作用下的熱解時(shí)也發(fā)現(xiàn)催化后的縮合焦油主要以酚類、雜環(huán)化合物等形式存在。相比于無催化劑反應(yīng)獲得的熱解油，催化熱解后熱解油的組分體現(xiàn)出了芳香烴類化合物的分解及酚類化合物的生成。而通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)鎳的負(fù)載使熱解油中烷烴和烯烴的含量增多，說明鎳基催化劑有利于焦油中的一些重分子化合物裂解成較輕的物質(zhì)，從而有利于富氫氣體的產(chǎn)生。Dong Q[13]研究稻殼熱解焦油的催化裂解時(shí)發(fā)現(xiàn)，鎳基催化劑作用下焦油中的多環(huán)芳香烴可逐漸向單環(huán)芳烴轉(zhuǎn)化。同時(shí)鎳基催化劑具有較高的裂解焦油和碳?xì)浠衔锏幕钚訹24]，因而鎳的負(fù)載可以有效提升產(chǎn)氣率，同時(shí)有效提升產(chǎn)氣中H2的含量。

不同催化劑作用下，熱解油的官能團(tuán)分布如圖8所示。

圖8 催化劑對(duì)熱解炭石墨化程度的影響Fig.8 Effect of catalyst on organic functional groups of pyrolysis oil

從圖8可以看出：與無催化劑相比，催化熱解油的FTIR譜圖中反應(yīng)峰類型基本相似，但峰值強(qiáng)度明顯降低降低，說明催化劑促進(jìn)了熱解油中有機(jī)物的分解，有利于氣體的產(chǎn)生。值得注意的是，通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，鎳的添加進(jìn)一步削弱了熱解油在2 900 cm-1和1 400 cm-1附近主峰的強(qiáng)度，體現(xiàn)了鎳對(duì)熱解油的催化裂化作用，促進(jìn)了熱解油向小分子氣體的裂解轉(zhuǎn)化，這與產(chǎn)氣能力的分析結(jié)果相一致。在3 400 cm-1處，各催化劑作用下的熱解油均出現(xiàn)了明顯的峰，這是由O-H的伸縮振動(dòng)引起的，其可能來源于酚類[25]。位于2900cm-1和1 400 cm-1附近的窄吸收帶分別由C-H的拉伸振動(dòng)和彎曲振動(dòng)引起，可能來源于熱解過程中的氫化、斷鏈和脫羧反應(yīng)[26]，其峰值強(qiáng)度隨著催化劑的加入明顯降低，體現(xiàn)了催化劑對(duì)熱解油的催化裂解效果。位于1 700 cm-1附近的峰可能由C=O伸縮振動(dòng)引起[22]，揭示了熱解油中存在酸和酮類物質(zhì)，該峰在不含鎳催化劑反應(yīng)后熱解油的譜圖中強(qiáng)度較高，與熱解油成分分析中相關(guān)含氧化合物含量的變化對(duì)應(yīng)。750 cm-1附近的峰為芳香族化合物的特征吸收峰，該峰隨著催化劑的加入而消失，對(duì)應(yīng)了熱解油成分分析中芳香烴含量的減少。

3 結(jié)論

本文通過管式爐反應(yīng)器對(duì)玉米秸稈進(jìn)行熱解，研究了不同催化劑對(duì)玉米秸稈熱解制取富氫氣體的影響，通過探究催化劑促進(jìn)熱解中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化和富氫氣體的生成，結(jié)合氣體組分及液相、固相產(chǎn)物的特征性質(zhì)及催化劑表征探究物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，探究以富氫氣體為目標(biāo)的最優(yōu)熱解條件。在催化劑的作用下，原料的熱解反應(yīng)更加充分，降低了固體產(chǎn)率，同時(shí)使氣體產(chǎn)率增加，氣體組分中氫氣比例也明顯增加，其中在10%Ni/CaO-sg的實(shí)驗(yàn)組，氣體產(chǎn)物質(zhì)量比提高到46.5%，比空白組提高了67.3%，氣體組分中H2產(chǎn)量達(dá)到142.0 mL/g，比空白組提高了88.3 mL/g。經(jīng)過催化熱解反應(yīng)后，熱解炭的化學(xué)官能團(tuán)種類及物相組成增多，表面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較多孔隙，無序性增強(qiáng)，這些現(xiàn)象均表明，催化劑的添加強(qiáng)化了原料的熱解進(jìn)程，反應(yīng)更為充分。熱解油中最主要的化合物為含氧化合物（酚、醇、酸和酮類物質(zhì)）以及芳香烴類物質(zhì)，10%Ni/CaO-sg的加入增加了熱解油中的酚類含量，降低了芳香烴含量，促進(jìn)了熱解油中有機(jī)物的分解，有利于富氫氣體的產(chǎn)生。鎳助劑具有較高的裂解焦油和碳?xì)浠衔锏幕钚?，使熱解油中的重分子化合物裂解成較輕的物質(zhì)，可以有效提升氣體質(zhì)量和產(chǎn)氣率。研究結(jié)果表明，10%Ni/CaO-sg催化劑具備有效提高熱解氣產(chǎn)率和熱解氣組分中H2含量的能力?？梢酝ㄟ^玉米秸稈的催化熱解生產(chǎn)出高品質(zhì)的富氫氣體，為秸稈生物質(zhì)制取富氫氣體的資源化利用提供理論依據(jù)。