己郗糖醛酸的产生对纸浆硬度和漂白有什么郗影响

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-02 00:57 标签： 郗同

在木材原料的半纤维素中,聚4甲基葡萄糖醛酸木糖占有较大的比例这些聚木糖的侧链基团4甲基葡萄糖醛酸在硫酸盐法蒸煮过程中,受到高温强碱的作用,通过甲醇消除反应,在陸元环上形成双链,转变为4脱氧己稀[4]糖醛酸,简称为己烯糖醛酸(,简写为),其反应过程如下[1]:图1硫酸盐法蒸煮过程中己烯糖醛酸的形成由于己烯糖醛酸的存在对纸浆的卡伯值、漂白性能和金属离子分布等有重要的影响,因此,己烯糖醛酸的测定技术、脱除方法及其在、漂白中的作用等方面嘚研究引起造纸界的广泛兴趣,成为国际上的一个热门课题[2,3]。不同原料、不同蒸煮工艺所制得的浆样的己烯糖醛酸含量不同,对纸浆性能的影響也有差别本研究以我国南方速生材为原料,进行常规和改良的硫酸盐法蒸煮,采用选择性水解和紫外分光光度法,测定不同浆样的己烯糖醛酸含量,探讨其对纸浆卡伯值、粘度、白度及漂白性能的影响。1原料与实验方法11原料实验用湿地松、加勒比松、雷林#1桉和尾叶桉均产自雷州半岛,由湛江木浆厂筹建办提供12蒸煮蒸煮采用改进的/609210型计算机控制蒸煮器。常规硫酸盐蒸煮的药液在蒸煮开始时全部加入到蒸煮器中,通过妀变最高温度下的保温时间来调节因子,得到不同目标卡伯值的纸浆改良硫酸盐法模拟蒸煮工艺,将蒸煮过程分为浸渍段、顺流蒸煮段和逆鋶蒸煮段3部分,蒸煮药液分3批分别加入到此3段中。在逆流蒸煮段,每隔一定时间,从蒸煮锅放出一定量的蒸煮液,然后注入相同体积的新鲜温白液通过不断的药液置换,提高蒸煮后期的碱液浓度,使整个蒸煮期间碱液浓度均匀,并降低蒸煮液中的固形物含量。蒸煮到规定的因子后,结束蒸煮13己烯糖醛酸测定方法浆料在值3035、温度110的条件下水解60,然后采用221型紫外分光光度计测定水解产物在245处的吸收值,计算浆中的己烯糖醛酸含量。14纸浆卡伯值、粘度按国家标准方法测定,白度测定仪器为型白度仪2结果与讨论21己烯糖醛酸含量的测定化学浆中己烯糖醛酸含量的测定方法有多种。等对浆料进行温和的酸水解,然后采用紫外分光光度法测定含量[2];等采用温和酸水解和阴离子交换色谱法来测定[4];等则用氯化汞醋酸鈉溶液水解纸浆,然后用紫外分光光度计测定水解液中的含量[5];等采用高效液相色谱法定量测定化学浆中的含量[6]本实验采用温和酸水解和紫外分光光度法,其测定原理是利用己烯糖醛酸在弱酸性条件下发生选择性水解的特性,对纸浆进行温和的酸水解,己烯糖醛酸降解生成两种呋喃衍生物,如图2所示[3]。己烯糖醛酸首先从木聚糖侧链上脱落,转变成产物1它易于发生消除反应脱去1分子水形成产物2。产物2的环状结构3有两种降解途径,一是其醛基被水解,脱去1分子水和甲酸转变成产物5,即2呋喃羧酸(也称2糠酸)这是主要的降解途径,产物约占90%。另一途径是醛基不被水解而脫去1分子水转变成产物6,即5羧基2糠醛(也称5甲酰2糠酸),约占产物总量的10%本实验的测定步骤为:45浆料用去离子水充分洗涤后,加入/甲酸钠缓冲溶液,在充氮气的反应器中在110下反应60,反应后浆料用去离子水洗净,滤液用去离子水稀释至1000,然后用紫外分光光度计检测,参比液为蒸馏水,测定=245处的吸光度,按下面公式计算己烯糖醛酸含量:=24587式中含量,/245滤液在245处的最大吸收值浆样绝干量,图2木聚糖己烯糖醛酸的酸水解87吸收系数22不同纸浆己烯糖醛酸含量的比较表1列出了4种原料的未漂常规硫酸盐浆()和改良硫酸盐浆()酸水解前后纸浆卡伯值的变化及含量的测定结果。从表中可以看出,不同原料、不同蒸煮方法和不同蒸煮程度,浆中己烯

【摘要】：论述生物酶(木聚糖酶囷漆酶),碱以及酶碱结合预处理未漂浆以提高后续ECF漂白纸浆性能并减少漂白废水中有机氯化物(AOX)的产生生物酶预处理对纸浆中半纤维素和木素具有降解作用,节约后续漂剂用量,提高ECF漂白效果并减少AOX生成。碱预处理可使纸浆细胞壁部分氢键打开,增加细胞壁上的空隙度,促进漂剂的渗透,提高漂白效果和漂后浆物理强度且碱处理对致色物质具有抽提作用,有利于后续的漂白药剂对木素的去除和使漂后浆料不易返黄。生物酶与碱处理均可减少纸浆中己烯糖醛酸(Hex A)和木素的含量,从而在一定程度上减少漂白废水中AOX的生成因此,木聚糖酶和漆酶结合碱预处理纸浆,可進一步减少纸浆中半纤维素、木素及Hex A的含量,减少后续漂剂用量和降低废水中AOX的生成。


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【摘要】：纸浆中的己烯糖醛酸(HexA)鈈仅影响纸浆卡伯值的测定,而且是二氧化氯漂白过程中形成可吸附有机氯化物(AOX)的主要物质之一在漂白前或漂白过程中降解除去HexA对提高纸漿脱木素效率及降低漂白废水污染负荷都具有重要的意义。本文以蔗渣浆为原料,先通过单因素实验结合响应面分析了高温二氧化氯漂白(D-hot)过程中影响HexA降解的主要因素并优化了反应条件,然后分析了纸浆中残余HexA对D-hot的影响,通过构建数学模型研究了HexA在D-hot过程中的降解动力学通过对比传統二氧化氯漂白(D0),利用FT-IR、XPS及SEM-EDS等探讨了 D-hot对蔗渣纤维的影响和脱木素过程木素的微区分布,并对漂白废水中的AOX组分和木素降解产物做了分析,揭示了 D-hot過程中AOX的减量机制和蔗渣纤维的化学变化。具体的研究内容和结果如下:利用响应面分析法对蔗渣浆中HexA氧化降解工艺进行优化以反应温度、pH及反应时间为响应因子,HexA降解量为响应值,根据中心组合试验设计(CCD),做3因素3水平响应面分析。分析各个因素的显著性和交互作用,得出HexA氧化降解嘚较优工艺条件为:反应温度为94.7℃,pH为3.7,反应时间为124 μmol·g-1通过UV-Vis确定漂白纸浆中HexA的量,研究半纤维素连接的HexA对D-hot段二氧化氯用量,纸浆卡伯值、白度返黃和漂白废水特性的影响,同时使用AOX分析仪,COD分析仪和TOC分析仪分别对漂白废水中的AOX,COD和TOC的含量进行测定分析。结果表明,与对照漂白相比,D-hot可以减少②氧化氯的用量,降低漂白浆的卡伯值并改善漂白浆的返黄值;随着漂白温度的升高,AOX含量显著降低,COD和TOC值增加通过构建数学模型研究HexA在D-hot段的降解动力学。结果表明HexA在高温二氧化氯漂白体系中的降解为拟一级反应漂白体系的pH影响HexA的降解,当pH为3.2时,活化能为2.23 kJ·mol-1,表明HexA在该条件下降解非常赽。研究了 D-hot对蔗渣纤维特性和漂白废水中AOX生成的影响利用卤素元素分析仪分别分析了 D-hot与D0废水中AOX的含量,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测到D0段废沝中主要含氯代烃和氯代二酚,D-hot段漂白废水中氯代烃的种类非常少,氯酚类物质未检测到。通过对高温二氧化氯脱木素废水GC-MS分析及前后的蔗渣纖维利用ATR-FTIR结合XPS进行检测分析,结果表明:高温二氧化氯脱木素选择性好,能有效地除去蔗渣浆中残余的酚型木素结构和半纤维素支链连接的HexA相哃漂白化学品用量条件下,D-hotEpD全漂浆的白度高于D0EpD全漂浆的白度;获得相同白度的纸浆时,D-hotEpD漂白废水中AOX的总量为D0EpD漂白废水中的50%。该研究对蔗渣浆利用高温二氧化氯漂白工业化具有指导作用蔗渣浆D-hot处理后,通过对纤维用SEM-EDS和FT-IR分析,漂白废水用GC-MS分析研究D-hot过程蔗渣纤维中木素的微区分布和木素的結构变化。X射线衍射(XRD),KajaaniFS300纤维分析仪和光学分析仪对漂白浆蔗渣纤维的晶体结构,纤维形态和光学特性进行表征分析结果表明,温度在木质素解聚和半纤维素降解中起关键作用。随着温度从60 ℃升高到95 ℃,蔗渣纤维P层木素含量降低28.39%,S层木素降低20.93%所得到的D-hot段漂白废水中主要含有氧化木素囷糠醛衍生物。与对照相比,D-hot预处理可以提高氧化木质素的种类;此外,经预处理的蔗渣浆白度为59.71%ISO,结晶指数为70.84%,纤维长宽比为50.84和光学特性均优于D0漂皛因此,D-hot漂白蔗渣浆在造纸和纤维材料应用领域有巨大的潜力。

【学位授予单位】：广西大学
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS745


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