Identification of a polyfuran network as the initial carbonization intermediate in cellulose pyrolysis: A comparative analysis with cellulosic hydrochars
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Fliri, Lukas; Dubivka, Kseniia; Rusakov, Dmitrii; Volikov, Alexander; Guizani, Chamseddine; Hietala, Sami; Filonenko, Svitlana; Hummel, Michael
Tiivistelmä
<p>Pyrolysis of cellulose is accompanied with different complex and superimposing transformations resulting in a broad mixture of isolable products with strong variations depending on the applied reaction conditions. The operative chemistry represents a challenge for analytical chemists and process engineers alike. Especially, the reactions leading to char formation cannot be described as sufficiently understood. In ongoing efforts to shed light on the major transformations during charring of cellulose, the occurrence of a thermostable condensed phase (TSCP) previously postulated as an important carbonization intermediate formed below 300 °C was revisited. It was attempted to isolate pure TSCP intermediates without cellulose contamination by applying dehydration catalysts known from cellulose based carbon fiber production and extensive isothermal treatments. It was shown that the weight loss levels off during isothermal treatment for 6 h in the temperature range of 200–250 °C, resulting in the formation of a common intermediate with an almost identical composition – irrespective of the employed temperature or catalyst. Moreover, isothermal treatment of pure cellulose at 270–280 °C for up to 12 hours also resulted in the formation of an intermediate which had a similar composition as the material prepared with added dehydration catalysts. To test the hypothesis of a proposed polyfuranic nature of the TSCP intermediate the prepared samples were compared with hydrochars obtained from hydrothermal treatment of cellulose as reference material for a polyfuranic humin. Similarities and differences are discussed and implications for the overall carbonization mechanism are summarized.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Helsingin yliopisto
Hietala Sami
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
Guizani Chamseddine
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Emojulkaisun nimi
Volyymi
181
Artikkelinumero
106591
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.jaap.2024.106591
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä