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木質(zhì)素是由聚合的芳香醇構(gòu)成的一類物質(zhì)，通常存在于木質(zhì)里，主要作用是通過形成交織網(wǎng)來硬化細胞壁，為次生壁主要成分。木質(zhì)素主要位于纖維素纖維之間， 起抗壓作用。在木本植物中，木質(zhì)素占25%。

木質(zhì)素的熱分解是在250~500 °C的溫度范圍內(nèi)逐漸進行的, 但在310~420°C熱分解最快, 形成大量的氣體和液體產(chǎn)物。木質(zhì)素熱分解后形成炭的產(chǎn)量約達55%。由于木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。隨著科學技術(shù)不斷進步，人們應(yīng)用各種先進的儀器和技術(shù)來探討炭化的過程,其中代表性的是熱重分析和差熱分析, 這2種技術(shù)使人們已經(jīng)能夠了解木材在升溫過程中的放熱情況和重量損失情況, 由此確定熱分解的反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)動力學、反應(yīng)所需要的最小活化能及主要成分的熱分解情況, 這些新技術(shù)使木材及纖維素、半纖維素、木素的熱解機理邁進了一大步,讓人們對木材炭化的過程有了深刻的認識。

Byrne和Nagle對7個樹種進行了熱重分析, 得出熱解溫度與重量損失之間的關(guān)系曲線。最早的重量損失率是因為結(jié)合水的脫離, 接著重量損失率便是高聚糖分解造成的, 達到200°C時,半纖維素開始斷鏈, 隨著半纖維素的分解, 重量損失速率增大,大約到290°C開始減緩; 隨后纖維素和木質(zhì)素發(fā)生分解, 重量損失速率又變大,到360°C達最大值, 此時纖維素分解達最大值, 而木質(zhì)素仍然持續(xù)分解,400時重量損失已經(jīng)達70%;400以上木質(zhì)素仍然繼續(xù)分解, 直到800°C, 重量損失達79%,即炭化得率為21%。