生物质废弃物资源化利用研究获进展

废弃生物质既是环境污染物，同时也是可再生原料。热解是废弃生物质资源化利用的重要技术之一。通过缺氧条件下的生物质热解，可以得到可再生的生物油、生物炭和一部分热解气。然而，目前存在两个严重阻碍热解技术商业化应用的关键问题，一是热解生物油不稳定易老化变质、且成分复杂难以分离提质，二是热解过程产物价值较低，产品缺乏市场竞争力。

针对这一难题，中国科学技术大学教授江鸿课题组与俞汉青课题组合作，通过耦合快速热解、常压蒸馏及化学蒸汽沉积技术，分别成功制备了高热值且稳定的固相生物煤(bio-coal)和高性能的碳纳米材料(少层石墨烯和碳纳米管)，为实现废弃生物质热解技术商业化应用提供了重要的技术支撑。

以上研究受到国家自然科学基金委面上项目资助。

图1. 生物煤制备路线及产物表征。a.废弃生物质热解制备生物煤技术路线。b和c,生物煤的SEM照片。d,生物煤的热重分析。e,不同生物煤和部分商用煤的热值比较。

图2. 废弃生物质热解制备高附加值碳纳米材料路线示意。

图3. (a) 废弃生物质热解制备的3D石墨烯Raman光谱。(b) 3D石墨烯的XPS 光谱。c (纤维素)和d (木质素)，模型生物质热解气相产物的3D TGA-FTIR光谱。