AFM和XPS揭示自催化乙醇法制浆木素沉淀现象与机理

研究了乙醇麦草浆纤维表面的形貌学特征、化学组成和木素的分布.AFM研究结果表明,未洗涤乙醇浆纤维表面被无定形的木素完全覆盖,木索颗粒的数量和大小随洗涤逐渐减少减小;洗涤四段的乙醇麦草浆纤维微细纤维清晰可见,但仍然可见木素颗粒.研究还表明,乙醇浆纤维表面木素为球状颗粒,这是木素分子内聚力作用的结果.木素在纤维表面沉积所产生的木索颗粒的大小、分布和形貌学特征与木索性质和浓度有关.XPS分析结果表明,乙醇麦草浆纤维表面O/C比远离纤维素O/C比的理论值而接近木素O/C比的理论值,证明乙醇浆纤维表面存在木素.同时对乙醇浆卡伯值的变化进行了测定,表明快速冷却洗涤法乙醇浆卡伯值高的原因主要是在蒸煮和洗涤过程中溶解木素在纤维表面二次吸附和沉积造成的.     

自催化乙醇麦草浆纤维表面木素的化学法测定和脱除

采用1%氢氧化钠抽提自催化乙醇麦草浆,对抽提物含量、抽出木素含量及纸浆卡伯值等随抽提时间的变化进行了研究,对抽提速率和卡伯值降低速率进行了探讨,并采用光学显微镜的透视和反射模式以及扫描电子显微镜对纤维表面木素进行观察。结果表明,乙醇法制浆中溶出的木素在纤维表面存在明显的吸附;表面木素以不均匀的点球状形式分布在纤维表面;碱抽提10～15 min得到的木索主要分布在纤维表面,占纸浆总木素的48．56%～75．98%,甚至高达86．90%,纤维表面木素是乙醇麦草浆卡伯值高的重要原因。     

乙醇法制浆木素沉淀现象及机理

研究了快速冷却洗涤法乙醇浆纤维表面木素的形貌学特征,定性比较了洗涤过程中纤维表面木素含量的变化,阐明了乙醇法制浆木素沉淀的现象与机理,揭示了乙醇浆易于漂白的原因.SEM分析结果显示,木素颗粒主要分布在纤维表面,通过对木素颗粒的形貌学特征观察发现,分布在纤维表面的木素颗粒呈球形,粒径分布在0.5～2.0μm,洗涤过程中木素颗粒的数量和大小逐渐减少减小,但是经历四段洗涤的乙醇浆纤维上仍然清晰可见木素颗粒.木素乙醇溶液的乙醇浓度低于42%或者温度降低时,木素发生沉淀.沉淀/吸附在纤维表面,XPS分析结果证明,纤维表面存在木素.结果表明,蒸煮和洗涤过程中溶解木素在纤维上的二次吸附和沉淀是快速冷却洗涤法乙醇浆卡伯值高的原因,沉淀木素具有与溶解木素相似的性质.乙醇浆易于漂白.     

乙醇麦草浆臭氧脱木素的研究

采用多媒体显微镜观察乙醇麦草浆纤维发现纤维表面存在大量颗粒状木素。对未洗乙醇浆直接臭氧脱木素纸浆卡伯值的变化进行了初步研究,并与洗涤后纸浆臭氧脱木素进行比较。结果表明:未洗乙醇浆直接臭氧脱木素对降低卡伯值非常有效,用0.5%的臭氧即可将卡伯值从128降低到34,这对于制取低卡伯值乙醇浆提出了新的思路和工艺。与臭氧处理Po浆进行的比较初步证明:卡伯值降低率与吸附木素形态及木素在纤维中的位置有关。     

马尾松TMP纤维漆酶改性的表面分析

采用漆酶对马尾松热磨机械浆(TMP)纤维进行表面改性,并利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)及X射线光电子能谱仪(XPS)对漆酶处理前后的TMP纤维进行表面分析.结果表明,漆酶处理前马尾松TMF'纤维表面被一层颗粒状木素和抽出物覆盖;漆酶处理后,TMP纤维表面颗粒状的木素及抽出物变小、变少.漆酶处理后TMP纤维表面的氧碳比(O/C比值)升高,C1峰峰面积下降,表明漆酶处理后TMP纤维表面木素和抽出物减少,暴露出更多的亲水性基团,碳水化合物的含量提高.     

麦草烧碱蒽醌法制浆黑液中木素的溶解行为研究

研究麦草烧碱蒽醌法制浆黑液中的木素随pH值、温度、金属离子、表面活性剂等相关参数变化时的溶解情况。结果表明:麦草浆烧碱蒽醌法制浆黑液中的溶解木素在pH低于7时会大量沉淀;在温度高于70℃时,木素的溶解性良好;表面活性剂对木素的溶解有促进作用;钙、铁等金属离子能使黑液中木素微细颗粒絮聚成更大颗粒,降低木素的溶解度;Fe~(3+)和Al~(3+)对黑液中木素的絮聚作用大于Ca~(2+),Zn~(2+)。基于以上研究结果可知,在对纸浆洗涤时应避免上述金属离子的引入,且采用热稀碱液洗涤时对于洗浆效果会有一定提升作用;适当加入表面活性剂有利于木素的洗出。     

相思木预水解液乙醇沉淀废液回用对水解木片木素抽提的影响

热水预水解处理相思木,在不同P因子条件下制备预水解液,采用乙醇沉淀法回收水解液中半纤维素,在半纤维素回收得率最大条件下,对水解木片分别进行乙醇/水抽提木素及乙醇沉淀回收半纤维素废液抽提木素的比较研究。结果发现,在P因子196条件下,水解液乙醇沉淀回收半纤维素达到最大值得率为6.01g·L-1,乙醇沉淀半纤维素废液回用的水解木片抽提液,经酸化处理后木素沉淀量高于乙醇/水的水解木片抽提液。在190℃/110min条件下,乙醇沉淀半纤维素废液回用后的水解木片抽提液,酸化沉淀回收木素量达到最大值15.77g(每100g绝干水解木片),占原料中总木素量的60.63%。通过木素的红外分析对比发现,回用乙醇废液提取木素中羟基的吸收峰强于乙醇/水抽提的木素。     

麦草组分水热-乙醇两步法处理过程中木素在纤维表面的沉积形态

本课题通过研究水热-乙醇两步法对麦草组分分离效果的影响，采用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜和X光电子能谱研究了木素沉积形态的变化。结果表明，水热-乙醇两步法对半纤维素脱除率高达94.2%，但是其木素的脱除率仅为41.5%；这与木素在纤维表面发生了沉积这一现象有着密不可分的关系，水热处理后部分木素以颗粒状形式沉积在固相残余物表面，而这一部分沉积的木素并不能在乙醇法处理后溶解，第二步的乙醇法处理改变了沉积木素的形态，将颗粒状木素转变为包覆层吸附在纤维表面，导致了水热-乙醇两步法对木素的脱除率较低。     

碱抽提强化木聚糖酶处理对麦草浆二氧化氯漂白的助漂作用

研究了碱抽提强化的木聚糖酶处理对麦草浆二氧化氯漂白的助漂作用。结果显示：木聚糖酶预处理对ClO2脱木素的改善效果不明显,无论是脱木素前预处理（XD）还是脱木素后处理（DX）,ClO2脱木素效率提高不大;采用XDP和DXP漂序,木聚糖酶对麦草浆ClO2漂白的助漂效果不明显,白度提高仅1.5个百分点左右,但可以节省H2O2用量25%～33.3%;采用XDEpP和DXEpP漂序,经H2O2强化的碱抽提Ep后,木聚糖酶对麦草浆ClO2漂白的助漂效果显著增强,与对照样相比,可以提高白度4.5个百分点,同样漂序采用木聚糖酶处理可节省ClO2用量17%～20%。纸浆滤液的紫外-可见吸收光谱分析表明,酶处理后所释放出的发色物质中含有木素或木素衍生物。     

芦苇乙醇法制浆木素脱除规律研究

研究对比了芦苇自催化乙醇法制浆与H2O2辅助乙醇法制浆的木素脱除规律。结果表明,乙醇法制浆加入H2O2后可以加速乙醇水溶液的脱木素效率。采用扫描电子显微镜-X射线能谱仪（SEM-EDXA）测试不同蒸煮情况下纤维细胞壁中锰离子峰度发现,H2O2辅助乙醇法制浆的木素脱除速率较自催化乙醇法制浆快;自催化乙醇法制浆与H2O2辅助乙醇法制浆的细胞壁木素脱除速率规律一致：ML＋P〉S1〉S2〉S3;当保温时间大于30 min时,ML＋P层木素脱除速率远大于其他各层。