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杨木屑与塑料催化共气化实验研究的开题报告
一、研究背景和目的
近年来，全球环保意识的增强导致对可再生能源的研究越来越重视，而生物质能是一种有潜力的可再生资源。在生物质能利用方面，木质生物质是一种极具潜力的以能源化为主的利用方向。木材加工过程中，产生的木屑大量且易于获取。然而，使用木屑进行能源化利用面临的主要问题是催化共气化过程中产物中产生了不少的沥青，同时生产出的气体也存在多环芳烃等有毒有害物质。因此，如何实现生物质资源的高效利用和资源化是当今环保技术创新的重要课题。
本研究以杨木屑为基础，通过塑料催化共气化的方法，探究木材在不同温度下的反应特性，进而在优化反应条件的基础上，提高木屑、塑料气化效率，减少沥青、多环芳烃等有害气体的产生。同时，该研究也为生物质利用技术提供新思路和方法，为实现木屑利用的可持续发展提供基础理论和实践支撑。
二、研究内容和方法
（1）材料与设备
实验中选用常见的杨木屑作为生物质原料，利用废旧塑料作为催化剂，同时准备一定的惰性气体（例如氮气或氩气）作为惰性气氛。研究中还需要使用TG分析仪、微型制样器、气相色谱及质谱联用仪等仪器设备。
（2）实验步骤
首先，选择不同的温度和塑料催化剂，并在不同的条件下进行实验，记录反应过程中的实验数据，如重量变化、CO、CO2、CH4等气体产物以及沥青含量等参数数据。进一步分析影响气化反应的主要因素，包括温度、催化剂种类以及反应环境等，探讨最佳的反应条件。
（3）实验结果分析
根据实验数据，采用质谱等方法对产物的组成和生成机理进行分析，利用TPD分析反应过程中的活性位点数目以及反应速率常数，建立不同反应条件下的动力学模型。此外，还可以利用流体化等方法对反应机理加以进一步验证。
三、预期成果
（1）探究杨木屑与塑料催化共气化的反应特性及其机理。
（2）确定最佳反应条件，提高气化效率，减少沥青和有害气体的产生。
（3）为生物质材料的高效利用提供新的思路和方法。
（4）实验结果可为政府和企业提供生物质能源利用方面的参考和依据，推动我国迈向可持续发展的绿色能源。
四、研究进度安排
2019年9月至10月：文献调研，了解当前国内外生物质能利用方面的最新研究进展和成果。
2019年11月至2020年2月：实验准备和试验，包括选定试验材料、准备催化剂、设计试验方案，实验数据的收集和整理以及结果分析。
2020年3月至4月：实验结果的总结和分析，完成实验报告的撰写。
2020年4月至5月：指导教师审阅实验报告并提出意见。
2020年6月至7月：实验报告的修订和完善，正式提交毕业论文，在指导教师的指导下进行答辩准备。
五、研究意义
（1）有助于推动生物质材料在能源利用方面的研究，扩大生物质能源的应用领域。
（2）探究杨木屑气化过程的反应条件和机理特点，为后续的杨木屑能源化利用提供理论基础。
（3）开拓塑料催化杨木屑气化领域的新思路，同时为塑料的资源循环利用提供了一种新的方式。
（4）研究结果能够为今后的生物质能源利用技术的开发提供新的路线和理论支持，有助于推动我国生物质能源产业的发展。