Catalytic fast pyrolysis of biomass using Pyrolysis (Py) GC/MS Part 1: Lignin
Aplikace | | Frontier LabInstrumentace
Pyrolýza představuje perspektivní cestu k transformaci odpadních plastů a biomasy na cenné chemikálie. Lignin, jako hlavní složka lignocelulózové biomasy, nabízí bohatý zdroj aromatických sloučenin. Rychlá a katalytická rychlá pyrolýza (FP a CFP) umožňují efektivní rozklad ligninu za vzniku fenolových derivátů a aromátů s vysokou průmyslovou hodnotou.
Tato technická zpráva demonstruje:
Pro analýzu byla použita přímá interfase Multi-Shot Pyrolyzeru (EGA/PY-3030D) s GC injektorem a mikro-kryo past MJT-1035E. Klíčové parametry:
FP bez katalyzátoru generuje převážně fenolické deriváty (guajakol, syringol, fenol, různé methyl- a ethylfenoly) jako produkty termického štěpení monolignolů. Za přítomnosti ZSM-5 dochází k konverzi těchto fenolů na jednodušší aromáty – benzén, toluen, xyleny, indan, styren, naftalen aj. Katalytická deoxygenace a aromatizace zvýrazňuje procento uhlovodíků s průmyslovou hodnotou.
CFP pomocí Py-GC/MS nabízí:
Další rozvoj CFP se zaměří na:
Tato studie demonstruje schopnost CFP s katalyzátorem ZSM-5 přeměnit lignin na hodnotné aromatické uhlovodíky. Py-GC/MS systém je výkonným analytickým nástrojem pro rychlé zhodnocení produktových profilů a optimalizaci katalytických procesů.
GC/MSD, Pyrolýza
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceFrontier Lab
Souhrn
Význam tématu
Pyrolýza představuje perspektivní cestu k transformaci odpadních plastů a biomasy na cenné chemikálie. Lignin, jako hlavní složka lignocelulózové biomasy, nabízí bohatý zdroj aromatických sloučenin. Rychlá a katalytická rychlá pyrolýza (FP a CFP) umožňují efektivní rozklad ligninu za vzniku fenolových derivátů a aromátů s vysokou průmyslovou hodnotou.
Cíle a přehled studie
Tato technická zpráva demonstruje:
- Rychlou pyrolýzu ligninu (FP) pro identifikaci primárních produktů termického rozkladu.
- Katalytickou rychlou pyrolýzu (CFP) se zařazením typu ZSM-5 ke zvýšení tvorby jednoduchých aromatů (benzenu, toluenu, xylenů).
- Analytické hodnocení produktových profilů prostřednictvím spojeného Py-GC/MS systému.
Použitá metodika a instrumentace
Pro analýzu byla použita přímá interfase Multi-Shot Pyrolyzeru (EGA/PY-3030D) s GC injektorem a mikro-kryo past MJT-1035E. Klíčové parametry:
- Vzorek: ~0,1 mg práškového ligninu, eventuálně smíchaného s 2,0 mg ZSM-5 (SiO2/Al2O3=150).
- Pyrolýza: 500 °C, tok hélia pro purgaci.
- GC: injektor 300 °C, kolona UA+-5 (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm), teplotní program 40 °C (2 min) → 320 °C (20 °C/min), tok 1 mL/min, split 1/50.
- MS: rozsah m/z 25–600, rychlost skenování 2,56 scan/s.
Hlavní výsledky a diskuse
FP bez katalyzátoru generuje převážně fenolické deriváty (guajakol, syringol, fenol, různé methyl- a ethylfenoly) jako produkty termického štěpení monolignolů. Za přítomnosti ZSM-5 dochází k konverzi těchto fenolů na jednodušší aromáty – benzén, toluen, xyleny, indan, styren, naftalen aj. Katalytická deoxygenace a aromatizace zvýrazňuje procento uhlovodíků s průmyslovou hodnotou.
Přínosy a praktické využití metody
CFP pomocí Py-GC/MS nabízí:
- Rychlou charakterizaci efektivity katalyzátorů při přeměně biomasy.
- Možnost snadné optimalizace provozních podmínek (teplota, poměr katalyzátoru).
- Generování dat pro vývoj procesů výroby bioaromátů jako surovin pro chemický průmysl.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj CFP se zaměří na:
- Vývoj pokročilých katalyzátorů s vyšší selektivitou na cílové aromáty.
- Integrované procesy kombinující pyrolýzu s dalším zpracováním (hydrogenace, separace).
- Využití real-time GC/MS dat pro řízení průmyslových reaktorů ve výrobě bio-chemikálií.
Závěr
Tato studie demonstruje schopnost CFP s katalyzátorem ZSM-5 přeměnit lignin na hodnotné aromatické uhlovodíky. Py-GC/MS systém je výkonným analytickým nástrojem pro rychlé zhodnocení produktových profilů a optimalizaci katalytických procesů.
Reference
- Technická poznámka Frontier Laboratories Ltd.: PYA1-113E (Part 2)
- Související poznámky: RXA-003E, RXA-006E
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Catalytic fast pyrolysis of biomass using Pyrolysis (Py) GC/MS Part 2: Cellulose
|Frontier Lab|Aplikace
Multi-functional Pyrolyzer® Technical Note ( PYA1-113E ) Catalytic fast pyrolysis of biomass using Pyrolysis (Py)-GC/MS Part 2: Cellulose [Background] In the previous report (PYA1-112E), lignin was used as a biomass model sample, and the difference in pyrolysis products with and…
Klíčová slova
benzofuran, benzofuranmethyl, methylnaphthalene, naphthalenexylene, xylenebenzene, benzeneethyl, ethylcyclotene, cyclotenemethylindene, methylindenevinylketone, vinylketonepyrolysis, pyrolysismethylindane, methylindanedimethyl, dimethylglyoxal, glyoxalacetone, acetoneindene
Catalytic fast pyrolysis of rice straws over ZSM-5 catalysts using a Tandem μ-Reactor
|Frontier Lab|Aplikace
µ-Reactor Technical Note ( RXA-006E ) Catalytic fast pyrolysis of rice straws over ZSM-5 catalysts using a Tandem μ-Reactor GC 1 mL/min MS 0.0 0 2 4 10 Vinyl syringol Syringol 6 8 Retention time / min Fig. 1 Rapid…
Klíčová slova
syringol, syringolguaiacol, guaiacolaromatic, aromaticreactor, reactorvinyl, vinyldihydrobenzofuran, dihydrobenzofuranbtexs, btexshydroxyacetone, hydroxyacetonebutanedione, butanedionenaphthyl, naphthylmethylnaphthalene, methylnaphthalenemicrojet, microjettoluene, toluenehydrocarbons, hydrocarbonswebpage
Sustainability: Challenges in Polymer characterization and applications of Pyrolysis-GC/MS
2024|Frontier Lab|Prezentace
Dr. Michael Soll – Frontier Laboratories Europe 12.11.2024 Hotel Don Giovanni Prague Frontier Laboratories, Ltd. Company profile ◼ founded August 12, 1991 ◼ Located in Koriyama, Fukushima, Japan ◼ 55 Employees (incl. 11 outside Japan) ◼ Office: Japan (HQ and…
Klíčová slova
zone, zonetic, ticsediment, sedimentdefective, defectivepvc, pvcthioglycolate, thioglycolateabs, absyellow, yellowoffshore, offshoreega, egapyrolyzates, pyrolyzatesadditive, additivewhite, whitestyrene, styreneyellowing
Microplastics Analysis using Micro-Furnace Pyrolyzer and F-Search MPs Software
2023|Frontier Lab|Příručky
Microplastics Analysis using Micro-Furnace Pyrolyzer and F-Search MPs Software Copyright © 2023 Frontier Laboratories Ltd. What are microplastics? Microplastics (MPs) are tiny plastic particles that measure less than five millimeters across. They result from the breakdown of larger commercial plastic…
Klíčová slova
frontier, frontiersss, ssssplitless, splitlesslab, labpyrolysis, pyrolysisamount, amountarea, areapeak, peakmps, mpssampler, samplertic, ticsample, samplestyrene, styrenecapro, capromicroplastics