磷酸作用下甲殼素的熱解特性和動力學分析

陳 奇，李海朝

(青海民族大學 青海資源化學研究所，青海 西寧 810007)

甲殼素是一種天然高分子多糖，相對分子質量較大一般在105左右且分子間為強氫鍵,使得甲殼素易于聚集,且不溶于水和其他一般的溶劑，其內部含有氨基、羥基、羧基等具有活性的官能團,因此產生極性作用,可吸附異性電荷的分子,理論含氮量為6.9%[1-3]。地球上每年生物合成甲殼素產量達數十噸，在自然界中的含量僅次于纖維素[4]。甲殼素廣泛存在甲殼綱動物(蝦、蟹、昆蟲)的外殼、軟體動物(如石鱉)的骨骼和真菌(酵母、霉菌)和藻類的細胞壁中[5-6]。由于甲殼素分子中糖鏈的排列方式不同，其具有α、β、γ三種同素異形體[7]。當前，甲殼素及其衍生物在農業、精細化工、醫療、食品、生物技術、功能紡織品等諸多領域廣泛應用[8]。甲殼素等天然生物質的充分利用，減少了環境污染，對綠色可持續發展戰略具有重要意義。

熱分析技術是研究生物質熱解特性的一種重要手段，可以有效利用生物質能源[9]。陳義勝[10]等通過熱重分析并結合Coast-Redfern積分法研究了4種城市生活垃圾的熱解特性；王勤[11]等人研究了甲殼素熱解產物，并推測甲殼素的熱解機理。結合文獻來看，研究者們對甲殼素這種天然生物質的熱解研究較少。而H3PO4在活性炭的制備過程中通常作為活化劑。文章將通過熱重分析法來探究H3PO4作用下甲殼素的熱解行為。以熱重實驗為基礎，通過Coasts-Redfern積分法進行擬合并建立甲殼素的熱解動力學模型，求解動力學參數，結合TG和DTG曲線，進一步綜合地掌握其熱解特性和規律為甲殼素的研究提供重要的基礎數據。……