Name: reducing willow wood fuel emission by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization
Uploaded: 2019-05-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization at JoVE.com

המחברים אוהבים להודות לקריסטוף ורדה, מייקל רוס, קרולה לפטון, ג'וליאן טג'יידה וד ר ריינר קינסהוף על תמיכתם הטכנית. המחקר מומן על ידי BMBF (פרויקט BiCoLim-Bio-דליקים Limpios) תחת מספר מענק 01DN16036.

1. הכנת חומר לדוגמא
<ol><li>קציר חמש בן ערבה בת, לשכפל סוג "Tordes" ([סליקס schwerinii x S. Viminalis] x s.), עם גובה של 12 עד 14 מ' וקוטר שד של כ 15 ס מ.</li>
	<li>השבב עץ ויבש את השבבים במייבש כבשן עבור 24 שעות ב 105 ° c.</li>
	<li>חותכים את שבבי עץ עם טחנת חיתוך לטחון עם טחנת צנטריפוגלי לגודל חלקיק של 0.12 מ"מ.</li>
</ol><p class="jove_ti...

ה-MAHC מאפשר את הבידול של צעדי הירידה הכימית על ידי החלת עוצמות שונות של טיפול תרמי. לכן, ניתן להעריך את האינטראקציות בין אובדן המונים, O/C-H/C יחס, הסקה ערך, הפחתת רכיב אפר, הגדלת pH של התהליך הצטברות של המים בתהליך המים. היתרון של שיטת MAHC על השיטה המקובלת HTC הכור מבוסס על הולכה תרמית דרך מיקרוגלים ?...

היישום של מיקרוגלים עבור הידרותרמי הידרופנון (mahc) שימש לשינוי תרמוכימי של תרכובות מודל ביומסה כמו פרוקטוז, גלוקוז1,2 או תאית3, עבור מצעים אורגניים, עדיף פסולת חומר4,5,6,7,8,9,10. הניצול של מיקרוגלים הוא יתרון כפי שהוא מאפשר חימום אפילו של ביומסה שטופלו2,10 בעיקר באמצעות הפסדים תרמיים של מומס מדידות11,12, למרות מיקרוגלים לעשות לא להעביר מספיק אנרגיה כדי לשבור ישירות איגרות חוב כימיות ולגרום לתגובות13. מיקרוגלים לחדור את נפח התגובה כולו של כלי הכור HTC ולהעביר את האנרגיה ישירות לחומר, אשר אינו אפשרי עם הכור קונבנציונאלי המראה שיעור חימום איטי בשל קיבולת החימום הגבוה של המעטפת פלדה ה לדגום את עצמו14. הריגוש אפילו של מולקולות המים של המדגם על ידי מיקרוגלים מאפשר בקרת תהליך משופר, כמו הטמפרטורה בכור מיקרוגל מופץ באופן שווה11,14,15 ו cooldown לאחר . התגובה הרבה יותר מהירה יתר על כן, כורים קונבנציונליים לחמם הרבה יותר לאט ואת התגובות הכימיות המתרחשים במהלך החימום יכול להטיה התוצאות המוקצות בדרך כלל לטמפרטורה הסופית. בקרת תהליך משופר בכור MAHC מאפשר פירוט מדויק של תלות בטמפרטורה של תגובות HTC שנבחרו (למשל, התייבשות או decarboxylation). יתרון נוסף של התפלגות הטמפרטורה האפילו בנפח HTC-הכור הוא הדבקה התחתון של קיבוע וחלקיקים מפוחם לחלוטין על קיר הכור הפנימי2. עם זאת, המים הם רק מרכך ממוצע הסופג המיקרו כי אפילו מראה ירידה במיקרוגל ספיגה בטמפרטורות גבוהות יותר, אשר מגביל את הטמפרטורה המקסימלית השגה. השפעה שלילית זו מפוצה כאשר חומצות מיוצרות במהלך התהליך HTC או מזרז (מינים יוניים או קוטביים) נוספו לפני הטיפול. מיקרוגל המושרה התגובות להראות תשואות מוצר גבוה יותר באופן כללי11,15 ובמיוחד של 5-hydroxyמתילפוראל (5-hmf) מ פרוקטוז בהשוואה החול-מיטה התגובה לזרז12. יש להם גם איזון אנרגיה הרבה יותר טוב ואז שיטות חימום קונבנציונלי15,16.
המושג הכימי הבסיסי של הקרבון ההידרותרמי הוא השפלה והפלקות העוקבות של ביומסה. במהלך התגובות המורכבות הללו, הרקמה מרוקנת את החמצן, מה שמגביר את ערך החימום. בתחילה, פולימרים hemicellulose ו תאית הם ידרוליזה סוכר מונמרים17, אם כי טמפרטורות נמוכות משפיעות בעיקר על hemicellulose18,19,20,21. בשלב זה מוקדם של התגובות HTC, חומצות אורגניות נוצרות מטרנספורמציה של הסוכר אלהידס והדמרחלציה של hemicellulose. חומצות אלה יכול להיות אצטית, חומצת חלב, levulinic, אקרילי או חומצה פורמית20,21,22 והם מפחיתים את ה-pH של התגובה מים בכור. בשל הדיסוציאציה, הם יוצרים יונים שליליים בחינם המגבירים את מוצר היונים במים הזורמים. מוצר יון הולך וגובר מאפשר פתרון של הקטיונים, שהם המרכיבים העיקריים של האפר ביומסה. על ידי מנגנון זה, הרקמה מרוקנת מפני פליטה ומגבשי סיגים (למשל, אשלגן, נתרן, סידן, כלור ומתכות כבדות)23,24.
חומצות אורגניות שנוצרו יכול לתמוך התייבשות של מונמרים סוכר כדי furans. מוצר נפוץ התייבשות סוכר הוא furfural ו 5-hydroxyמתילפורואל, אשר הם מוצרים אפשריים עבור התעשייה הכימית, כפי שהם משמשים מוצרי פלטפורמה (למשל, לסינתזה של biopolymers). 5-מmethylfurfural ניתן ליצור על ידי תגובות מזרז מ תאית25,26 או 5-hydroxyמתילפוראל27. בעוד סינתזה הביופולימרים הוא מרפוליזציה מלאכותית תחת תנאים מבוקרים, furans יכול גם לדחוס, פולימור וטופס מבנים ארומטיים מולקולרית משקל גבוה בסביבה הכימית המורכבת של הכור MAHC. האינטראקציה של תרכובות אורגניות ואורגניים מסיסות עם מטריצה תא עץ שונה להוסיף את המורכבות של מערכת התגובה20. מסלולים התגובה הפילמור להעסיק עיבוי אלדול או/והתייבשות בין-מולקולרית18,20 ולהניב חלקיקים הידרוchar עם פגז הידרופובי וליבה הידרופילי יותר28. זה עדיין לא נחשף אם חלקיקי ביומסה הם מפורקת לחלוטין ולאחר מכן מרפוליזציה או אם חלקיקי ביומסה לשמש תבנית עבור הקרנון. עם זאת, את התגובות השפלה והסרת הרפוליזציה מהווים התייבשות ותגובות פירובט, כמו גם29,30, אשר מעורר את הירידה בדיאגרמת ואן הרבלאן לקראת O/c ו H/c יחסי של פחמן שחור.
בעוד מחקרים אחרים הוכיחו את המינרל הפחתת ההשפעה של הכור הקונבנציונלי המבוסס על טיפול הידרותרמי31, של מים כביסה עם טיפת מכני משולב32 או מים/אמוניום אצטט/חומצה הידרוכלורית כביסה33, ה מחקרים לחקור את המינרל טיפת בטמפרטורה נמוכה הקרנון עם מיקרוגל בפעם הראשונה. כמו מחקר זה מתמקד הפליטה מקודחי עבור שדרוג דלק, הוא חוקר את גורלם של אשלגן, נתרן, מגנזיום, סידן, כלור, גופרית, חנקן ומתכות כבדות. אבק דק מקדים את הטופס מלחים נדיפים (לדוגמה, KCl או K2SO4) בטמפרטורות גבוהות בשלב הגזי. כאשר מלחים אלה מצטברים בגז הארובה, מתכות כבדות כמו אבץ יכול לנקות אותם כמו חלקיקי הנוקלאוציה, אשר מוביל תגובת שרשרת הצמיחה חלקיקים. בטמפרטורה נמוכה יותר של גז הארובה, עיבוי מלח נוסף מפעיל את צמיחת החלקיקים ותוצאות פליטת אבק משובח של סרטן מהארובה. פליטות אלה הם בהווה הגורם העיקרי הפשרות הקיימות של דלקים ביומסה. אספקת אנרגיה בת קיימא נשענת על הפחתת מסננים יקרים או הפחתת שלהם דלקים (למשל, על ידי MAHC). כמו מחקר זה עוקב אחר גישה מעשית, קצר סיבוב coppice (SRC) עץ ווילו נבחר כאחד פוטנציאל bioenergy ההאכלה עם שיעורי צמיחה גבוהה. זה יכול להיות גדל על ידי חקלאים על השדות שלהם עבור ספק כוח עצמית קיימא על ידי הגפיקציה, אלא גם עבור דור חום על ידי בעירה ישירה. חיסרון של ווילו SRC הוא תוכן הנביחה הגבוהה שלה בשל גזע נמוך: היחס הקליפה בשלב בוגר. הנביחה מכילה הרבה מינרלים בהשוואה לעץ34,35,36,37 ומניב כמויות גבוהות יותר של פליטתגז או חלקיקים ב38. טמפרטורה נמוכה HTC יכול לשפר את תכונות הבעירה של עץ ווילו SRC, ובכך, לתרום חום בר קיימא ואספקת כוח. עוד פרמטר חשוב של ביופחם HTC חקר במחקר זה הוא צפיפות האנרגיה שלה, החום שלה גבוהה הבעירה הראשונית ואת טמפרטורת הבעירה הסופי גבוהה שלה39.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>5MS non-polar cloumn</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific,Waltham, USA</td>
			<td>TraceGOLD SQC</td>
			<td>GCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9&#181;m polyvinylalcohol particle column</td>
			<td>Methrom AG, Filderstadt, Germany</td>
			<td>Metrosep A Supp 4 -250/4.0</td>
			<td>Ion chromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>argon</td>
			<td>Westfalen AG, M&#252;nster, Germany</td>
			<td>UN 1006</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>calorimeter</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co.KG, Stauffen, Germany</td>
			<td>C6000</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge</td>
			<td>Andreas Hettich GmbH &#38; Co.KG, Germany</td>
			<td>Rotofix 32 A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge mill</td>
			<td>Retsch Technology GmbH, Haan, 
			Germany</td>
			<td>ZM 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ceramic dishes</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>XX83.1</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cutting mill</td>
			<td>Fritsch GmbH, Markt Einersheim, Germany</td>
			<td>pulverisette 19</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D(+) Glucose</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>X997.1</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>elemental analyzer</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>varioMACRO cube</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>exicator</td>
			<td>DWK Life Sciences GmbH, Wertheim, Germany</td>
			<td>DURAN DN300</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GC-MS system</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific,Waltham, USA</td>
			<td>Trace 1300</td>
			<td>GCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hydrochloric acid</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>HN53.3</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP OES</td>
			<td>Spectro Analytical Instruments GmbH, Kleve, Germany</td>
			<td>Spectro Blue-EOP- TI</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ion chromatograph</td>
			<td>Methrom GmbH&#38;Co.KG, Filderstadt, Germany</td>
			<td>833 Basic IC plus</td>
			<td>Ion chromatography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kiln dryer</td>
			<td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kiln dryer</td>
			<td>Schellinger KG, Weingarten, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mesh filter paper</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>L874.1</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microwave oven</td>
			<td>Anton Paar GmbH, Graz, Austria</td>
			<td>Multiwave Go</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>muffel furnance</td>
			<td>Carbolite Gero GmbH &#38;Co.KG, Neuhausen, Germany</td>
			<td>AAF 1100</td>
			<td>Ash content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nitric acid</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>4989.1</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>oxygen</td>
			<td>Westfalen AG, M&#252;nster, Germany</td>
			<td>UN 1072</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH-meter</td>
			<td>ylem Analytics Germany Sales GmbH &#38; Co. KG, Weilheim,Germany</td>
			<td>pH 3310</td>
			<td>pH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sample bag</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co.KG, Stauffen, Germany</td>
			<td>C12a</td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Laboratory Vessels and Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>standard samples</td>
			<td>Bernd Kraft GmbH, Duisburg, Germany</td>
			<td></td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sulfonamite</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>SLBS4782</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>teflon reaction vessels</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>HVT50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>teflon reaction vessels</td>
			<td>Anton Paar, Austria</td>
			<td>HVT50</td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tin foil</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>S12.01-0032</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tungstenVIoxide</td>
			<td>elementar Analysesysteme GmbH, Langenselbold, Germany</td>
			<td>11.02-0024</td>
			<td>elemental analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td>higher and lower heating value</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>twice deionized water</td>
			<td>Carl Roth GmbH&#38;Co.KG, Karlsruhe, Germany</td>
			<td></td>
			<td>ICP-OES</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reducing willow wood fuel emission by low temperature microwave assisted hydrothermal carbonization

ביומסה הוא דלק בר קיימא, כמו שיתוף הפליטות שלה2 משולבים מחדש בצמיחה ביומסה. עם זאת, מראש מקדם אורגניים ביומסה לגרום להשפעה סביבתית שלילית מערך הסיגים. הסיבוב הקצר שנבחר coppice (SRC) עץ ערבה יש תוכן אפר גבוה<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58970/58970eq1.jpg"> </img> (= 1.96%) ולכן, תוכן גבוה של פליטה וסמני מקדים. לכן, הפחתת מינרלים מ-SRC עץ ווילו על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי (MAHC) ב 150 ° c, 170 ° c, ו 185 ° c נחקר. יתרון של MAHC על פני כורים קונבנציונליים הוא מוליכות טמפרטורה אפילו במדיום התגובה, כמו מיקרוגלים לחדור את נפח הכור כולו. זה מאפשר בקרת טמפרטורה טובה יותר cooldown מהר יותר. לכן, ניתן לנתח ביעילות רצף של פירוק, המרה ותגובות לשינוי צורה. במחקר זה, ניתוח של אובדן המוני, תוכן אפר והרכב, החימום ערכים ומשן טוחנת O/C ו H/C יחס של עץ ווילו SCR מטופלת ומטופל הראה כי התוכן המינרלים של פחם MAHC הופחת ואת ערך החימום גדל. המים בתהליך הראו pH יורד והכיל furfural ו 5-מתילfurfural. טמפרטורת התהליך של 170 ° c הראתה את השילוב הטוב ביותר של קלט אנרגיה והפחתת רכיב אפר. ה-MAHC מאפשר הבנה טובה יותר של תהליך הקרבון ההידרותרמי, בעוד שיישום תעשייתי בקנה מידה גדול אינו סביר בשל עלויות ההשקעה הגבוהות.

תוצאות הניתוח הבסיסי חשפו הבדלים בין היחס O/C-H/C של עץ הערבה וביופחמים MAHC (איור 1). חומר הגלם מציג יחס גבוה יותר של O/C-H/C וריאציה גבוהה יותר של הערכים. הטיפול MAHC הפחית את וריאציה הערך עקב הומוגון במחולל המיקרוגל. הדיוק של כור המיקרוגל איפשר את הבידול של שלושה של...

Watch this Scientific Journal Video about Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization at JoVE.com

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

פרוטוקול עבור דלדול הפליטה מקודמן ביומסה באיכות נמוכה על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי טיפול בקרנון מוצג. פרוטוקול זה כולל את הפרמטרים של המיקרוגל ואת הניתוח של מוצר ביו-פחם והדפסת מים.

הפחתת הדלק של ווילו ווד על ידי מיקרוגל טמפרטורה נמוכה בסיוע הידרותרמי פחמון

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

בקבוצה שלנו, יישנו טיפול במיקרוגל בטמפרטורה נמוכה על מנת לרוקן ביומסה ערבה של מבשרי אבק עדין. זה יכול לעזור בשדרוג ביומסה עבור בעירה נקייה ובכך להגדיל את פוטנציאל הדלק ביומסה של מדינה. המיקרוגלים מאפשרים חימום ביומסה שווה ומהיר מכיוון שהם מרגשים את מולקולות המים בכל נפח הכור.מים הם ממס ביניים הפוטור מיקרוגל ועל מנת להגיע לטמפרטורות כור גבוהות יותר, יש להוסיף קטלייזרים כמו חומצות אורגניות. לאחר הייבוש, השתמשו בטחנת חיתוך כדי לחתוך את שבבי עץ הערבה. מניחים את שבבי העץ במפעל צנטריפוגלי וטוחנים לגודל חלקיקים של 0.12 מילימטרים.להעביר 500 מיליגרם של חומר הגלם הקרקעי בכלי תגובה PTFE 50 מיליליטר עם מרית. מוסיפים 10 מיליליטר של מים דיסניאלים. בורג את מכסה כלי התגובה, כך שסתום הלחץ על הכובע הוא באותה רמה כמו שולי הכובע.בחר מיקרוגל עם 850 וואט ותדר מגנטרון של 2, 455 מגה הרץ. שים 12 כלי תגובה עם חומרי גלם במיקרוגל ולסגור את התנור. הגדר תוכנית טמפרטורה עבור 150, 170, או 185 מעלות צלזיוס.התחל את מיקרוגל עם חומרי גלם חדשים עבור כל תוכנית אחת. לאחר השלמת התוכנית, הסר את כלי התגובה כדי לאפשר להם להתקרר ולהפעיל מחדש. לאחר מכן, להעביר אותם תחת ארון אדים ולאט לאט לפרוק את המכסה כדי לשחרר את הלחץ בפנים.פתחו את כלי השיט. מוסיפים 35 מיליליטר של מים מזוקקים פעמיים לכל כלי תגובה ומנערים לערבב. יוצקים את הפתרון מכל כלי לגליל צנטריפוגה וצנטריפוגה ב 1, 714 פעמים g במשך 10 דקות.מי התהליך מתנקזים לצינור אחר ומאוחסנים קפואים במינוס חמש מעלות צלזיוס לניתוח pH ו- GC-MS. להקפיא את הצילינדר צנטריפוגה עם גלולה biocoal הנותרים במינוס חמש מעלות צלזיוס במשך כמה שעות. לאחר מכן, להוציא את גלולת biocoal ולייבש אותו ב 105 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות.לאחר מכן, לשקול את גלולת biocoal ולחשב את הירידה במשקל הנגרמת על ידי MAHC. ראשית, לשקול 20 מנות קרמיקה ריקות בנפרד. מוסיפים גרם אחד של דגימה לכל מנה.מכל טיפול בטמפרטורה, הכינו חמש מנות עם חומר הגלם המיובש וחמש מנות עם הביו-קואל המיובש של MAHC. מניחים את מנות הקרמיקה הפתוחות בתנור עמום וסגרו את התנור. תכנת תוכנית טמפרטורה לכבשן ההצטלמה ותתחיל את התוכנית.לאחר השלמת התוכנית, תן תנור עמום להתקרר עד 105 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, לפתוח את התנור ולהעביר את הכלים קרמיים כדי desiccator מלא סוכן ייבוש המורכב ג'ל סיליקה. סגור את היובש ואקום יבש בעזרת משאבת ואקום.מוציאים את כלי הקרמיקה לאחר 24 שעות של קירור. לשקול את צלחת הקרמיקה המכילה את האפר ולחשב את משקל האפר על ידי חיסור המשקל של צלחת קרמיקה ריקה. בשקית מדגם פלסטיק בעל ערך קלורי מוגדר של 46, 479 joules לגרם, למלא עם גרם אחד של גלוקוז.שים את שקית הדגימה לתוך כור ההיתוך בעירה של פצצת קלורימטר. השתמש פיפטה להוסיף חמישה מיליליטר של מים פעמיים deionized בחלק התחתון של הפצצה לדפוק את הפצצה. שים את הפצצה לתוך הקלורימטר וסגור את הקלורימטר.בקלורימטר, הזינו את משקל הדגימה, גרם אחד, ושנו את ההגדרות לשיטת השק לדוגמה. לאחר מכן, התחל את הקלורימטר. לאחר השלמת המדידה, מוציאים את הפצצה, הופכים אותה ומנערים אותה באיטיות למשך דקה אחת.תדליק את הפצצה ותשתמש במים כפולים כדי לשטוף את הדגימה לתוך בקבוקון נפחי. שוטפים את הפצצה מספר פעמים עד שהנפח מגיע ל-50 מיליליטר. חזור על מדידת הקלורימטר חמש פעמים עם כל ביו-קואל MAHC וחומר הגלם.לאחר הטיפול בפצצת הקלורימטר, מעבירים את חמשת המיליליטרים של הפתרון לבקבוק נפחי של 50 מיליליטר ומוסיפים 45 מיליליטר של מים כפולים לתערובת. לאחר כיול כרומטוגרף היונים, הכנס את צינור היניקה לדוגמה לתוך הבקבוק וצייר כשלושה מיליליטר של המדגם עם המזרק לתוך precolumn. התחל את הפעלת הניתוח.כדי לבצע ספקטרוסקופיה של פליטה אופטית מזוגגת-פלזמה המושרה, העבר תחילה 400 מיליגרם של חומר הגלם המיובש או הביו-קואל של MAHC לכלי תגובה PTFE 50 מיליליטר עם מרית. הוסיפו 3 מיליליטר של 69% חומצה חנקתית ותשעה מיליליטר של 35% חומצה הידרוכלורית. בורג את מכסה כלי התגובה, כך שסתום הלחץ בכובע הוא באותה רמה כמו שולי הכובע.שים את כלי התגובה של הדגימות להיות מחומם במיקרוגל ולסגור את התנור. תכנת את תוכנית הטמפרטורה להשפלה מוחלטת של החומר האורגני והתחל את המיקרוגל. לאחר השלמת התוכנית, הסר את כלי התגובה.אפשר להם להתקרר ולהפעיל מחדש. מתחת לארון אדים, שחררו את הלחץ בתוך כלי הדם ופתחו אותם. יוצקים את הדגימות לתוך גליל נורה 50 מיליליטר, ולאחר מכן לשטוף את כלי התגובה ביסודיות עם מים פעמיים deionized ולהעביר לתוך גליל הנורה.למעלה את הצילינדר עד סימן 50 מיליליטר עם מים פעמיים deionized כדי להבטיח אפילו דילול של כל הדגימות. במשפך עם פיסת נייר מסנן רשת שינוי של 150 מיקרומטר למעלה, סנן את הדגימה. מעבירים את הסינון לצינורות צנטריפוגה חרוטיים 50 מיליליטר.טען בקבוקונים המכילים דגימות סטנדרטיות לתוך המזרק האוטומטי של ICP-OES והפעל את הכיול. לאחר מכן לטעון את חומר הגלם או דגימות biocoal במזרק האוטומטי של ICP-OES ולהפעיל את ניתוח ICP-OES עם אותם פרמטרים. לאחר ניתוח ICP-OES, השג את הריכוזים היסודיים מהתוכנה, המבוססת על עקומות הכיול המתקבלות מדגימות סטנדרטיות.תוצאות הניתוח היסודי חשפו יחסי חמצן-פחמן גבוהים יותר לעומת יחסי מימן-פחמן ווריאציה גבוהה יותר של הערכים עבור חומר הגלם. הטיפול ב- MAHC הפחית את וריאציית הערך עקב הומוגניזציה בכור המיקרוגל. יחס המימן-פחמן הופחת ב-150 מעלות צלזיוס.יחס החמצן-פחמן הופחת ב-170 מעלות צלזיוס והצטמצם עוד יותר ב-185 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה גרמה לצבע חום גובר, בעוד מי התהליך הראו את אותה נטייה, הנגרמת על ידי עלייה בטבעות ארומטיות. אלמנטים שונים מראים ירידה תלוית טמפרטורה שונה למים המעובדים.כלור ואשלגן הועברו באופן אינטנסיבי למים המעובדים ב-150 מעלות צלזיוס, בעוד גופרית, מגנזיום, בריום, סידן, נתרן, אבץ, מנגן וסטרונציום הראו את שיעור הדלדול הגבוה ביותר שלהם ב-170 מעלות צלזיוס. רק ריכוזי הכסף והליתיום בביו-קואל הראו שיעור ירידה שווה. חנקן לא הושפע כלל מהטיפול ב-MAHC.שיטה זו מאפשרת דלדול של מבשרי בדיקה עדין מן הביומסה שטופלו ושדרוגים אחרת ביומסה בלתי אפשרית עבור בעירה. על ידי החלת עניין זה על ביומסה שונה, טכניקת שדרוג הדלק ניתן להעביר מזון דלק פוטנציאליים רבים, כי הם לא משמשים בעירה עדיין. כמו הטמפרטורה במיקרוגל קל לשלוט, מחקר נוסף המנצל פחמן הידרותרמי בסיוע מיקרוגל יכול לחשוף צעדי תגובה בשלבים המוקדמים של פחמן הידרותרמי ביומסה.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

מיקרוגל בסיוע תגובות Dehydrogenative intramolecular דילס-Alder לסינתזה של Naphthalenes הפונקציונלי / צבעי Solvatochromic

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Functionalization בסיוע מיקרוגל של פולי (אתילן גליקול) ופפטידים על השרף לשימוש בPolymerizations שרשרת וגיבוש Hydrogel

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

הכנה של חלקיקי סיליקה באמצעות חומצה קטליזה בסיוע מיקרוגל

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Quantitative Detection of Trace Explosive Vapors by Programmed Temperature Desorption Gas Chromatography-Electron Capture Detector

כמותי איתור של אדי נפץ Trace ידי טמפרטורת מתוכנת Desorption גלאי גז לכידת כרומטוגרפיה-אלקטרונים

The direct liquid deposition of solution standards onto sorbent-filled thermal desorption tubes is used for the quantitative analysis of trace explosive ...

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

כימית גנים כזרימה דרך מערכות הידרותרמיות טבעיות כורי מדמה

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

גישה ניסויית מקורית להערכת יציבות הובלת דלק

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

Non-equilibrium Microwave Plasma for Efficient High Temperature Chemistry

פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

תהליך הפתרון בסיוע אדי לחץ נמוך הלהקה Tunable הפער חריר נטול עופרת Methylammonium הליד פרוביסקיט הסרטים

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

סיר אחד בסיוע מיקרוגל ההמרה של חנקת Anomeric-אסטרים Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

הכנת בעזרת מיקרוגל של 1-Aryl-1H-קורטידול-5-amines

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...