蒙脱土/聚酰亚胺纤维纸基材料绝缘及介电性能研究

本研究通过单因素分析法，探究了纸张定量及蒙脱土含量对聚酰亚胺纤维纸基材料的物理性能和介电性能的影响规律。结果表明，不同定量聚酰亚胺纤维纸基材料的外观无明显差别，当纸张定量为80 g/m²时，聚酰亚胺纤维纸基材料具有最优的物理性能，抗张指数和撕裂指数分别达15.0 N·m/g和19.7 mN·m²/g；当蒙脱土含量为6%时，蒙脱土/聚酰亚胺纤维纸基材料的体积电阻率最大，达2.59×10¹⁵ Ω·m；当蒙脱土含量达8%时，蒙脱土/聚酰亚胺纤维纸基材料具有最佳的绝缘性能，工频击穿强度达17.34 kV/mm，在50 Hz的频率下，其相对介电常数、介电损耗分别达4.99和0.23。     

综合法二氧化氯生产系统废水除铬实例

以某浆纸厂含铬废水处理工程实例为研究对象,针对综合利用自产化学药品和现有设备开发的间歇性六价铬（Cr⁶⁺）综合处理系统,探讨了二氧化氯车间Cr⁶⁺废水产生原因及性质,根据不同的反应池pH值、反应温度、反应时间和硫磺投加量对废水中Cr⁶⁺还原效果的影响,确定了二氧化硫还原法去除Cr⁶⁺的最佳反应条件,并结合实际生产数据,展示了Cr⁶⁺还原效果。结果表明,有效去除高浓度含铬废水中Cr⁶⁺的条件为：pH值=2~4、反应温度控制在40~60 ℃、硫磺投加量为理论反应所需投加量的1.4~1.6倍、反应时间40 min。3次二氧化氯车间停修废水出水中Cr⁶⁺含量均低于0.005 mg/L,总铬含量均低于0.06 mg/L,符合《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的要求,证实了间歇性Cr⁶⁺综合处理系统处理的有效性。     

溶胶-凝胶法制备木质素碳基固体酸及其催化α-蒎烯水合反应性能研究

以造纸黑液中提取的硫酸盐木质素为原料,通过溶胶-凝胶法合成了木质素水凝胶,再经过真空干燥、炭化及浓硫酸磺化合成木质素碳基固体酸,采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、BET比表面积法、Boehm滴定法等手段对其进行表征分析,并将其应用于催化α-蒎烯水合反应以合成α-松油醇。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的木质素碳基固体酸具有丰富的孔隙结构和良好的催化性能,其比表面积可达281.25 m²/g,α-蒎烯的转化率为93.1%,α-松油醇产率为40.4%,选择性为43.4%。催化剂循环使用5次后,α-蒎烯的转化率降至86.7%,α-松油醇产率降至32.6%,催化性能下降的根本原因在于其表面磺酸基团的脱落。     

Pd/MSN的合成及其在催化氧化葡萄糖反应中的应用

研究了Pd/MSN纳米粒子的制备及其对葡萄糖的催化性能。利用傅里叶红外光谱(FIIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对Pd/MSN纳米粒子进行表征,用于葡萄糖氧化制备葡萄糖酸钠的研究,并考察了钯负载量、搅拌速度及反应温度对其催化能力的影响。实验结果表明,Pd/MSN粒径分布均匀,分散性好,且具有较高的催化活性,最佳工艺条件为:钯负载量为4%,搅拌速度为500 r/min,反应温度80℃,葡萄糖转化率达95.6%。     

纸基吸附-分离材料的制备及其应用性能

以杨木化机浆为原料,以柠檬酸（多元酸）为改性剂,基于造纸工艺技术,制备了低成本、易回收、高重金属离子吸附容量和高效油水分离的木质纤维纸基吸附-分离材料。柠檬酸改性可同时提高木质纤维之间的交联程度和羧基含量,进而提高纸基吸附-分离材料的湿强度和增加重金属离子吸附位点。研究结果显示,纸基吸附-分离材料的湿抗张指数可达其干抗张指数的40%~50%,羧基含量最高可达0.66 mmol/g。随柠檬酸浓度提高,纸基吸附-分离材料对重金属离子的吸附容量显著提高,其吸附动力学和热力学均很好地拟合了准二级方程和Langmuir模型（相关系数R²≥0.998）,对Cu²⁺和Pb²⁺的理论最大吸附容量分别达到44.29和132.1 mg/g。此外,高羧基含量使纸基吸附-分离材料亲水性显著增强,并赋予其优良的油水分离性能,最大水下油接触角可达155°以上,油水分离效率可达99.8%以上。该多功能纸基吸附-分离材料克服了传统吸附剂和油水分离材料的缺点,可同时进行高效的重金属离子吸附去除和油水分离,并且具备了大规模生产的潜力,在工业废水处理领域具有重要的应用前景。     

过渡金属硫酸盐协同Pd/C高效定向降解木质素的研究

以改善当前木质素催化降解存在的降解产物可控性较差、小分子化合物总收率较低、均一化程度不足、难以进一步开发利用等问题为目标，采用过渡金属硫酸盐NiSO₄·6H₂O协同Pd/C催化降解玉米芯酶解木质素，考察了过渡金属离子、反应温度、反应时间、NiSO₄·6H₂O与Pd/C协同作用等对木质素降解率的影响，并分析了降解产物的分布和催化作用机理。结果表明，NiSO₄·6H₂O可有效提高Pd/C对木质素的催化降解效率，如木质素降解率相较于单独使用Pd/C催化降解时提高14.5%，小分子化合物总收率提高39.9%，其中，酚类化合物的得率提高88.6%，且产物的均一化程度提高了35.8%；分析表明，由于NiSO₄·6H₂O的路易斯酸特性和镍离子的高电负性，木质素的醚键可有效地在Pd/C和NiSO₄·6H₂O酸性催化中心上发生裂解，并通过加氢反应，定向生成以酚类为主体的中间产物。     

Fe3+存在下制浆中段废水好氧活性污泥的驯化

研究了Fe³⁺存在下处理制浆中段废水的好氧活性污泥的驯化过程。首先通过Fe³⁺对微生物生长曲线的影响确定Fe³⁺最佳用量为30 mg/L;然后在Fe³⁺用量为30 mg/L下,采用制浆中段废水对好氧活性污泥进行驯化,并设置不加Fe³⁺的空白组对照。结果表明,整个驯化过程中,加Fe³⁺组COD_Cr去除率和污染物去除率(以UV-254减少率表示)均高于空白组;驯化结束后,加Fe³⁺组和空白组COD_Cr去除率分别达78.2%和76.0%,污染物去除率分别为50.0%和37.7%。通过对脱氢酶活性的分析表明,加Fe³⁺组活性高于空白组。     

羧甲基纤维素钠/己二酸二酰肼水凝胶的制备及其重金属离子吸附性能研究

以羧甲基纤维素钠（CMC）为基材、己二酸二酰肼（ADH）为交联剂,成功制备了具有三维网络结构的CMC/ADH水凝胶,研究了CMC/ADH水凝胶对废水中重金属离子（Cr⁶⁺、Cu²⁺、Pb²⁺）的吸附性能。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）和溶胀性能分析等方法对CMC/ADH水凝胶进行表征;研究了吸附时间、pH值及重金属离子初始浓度对CMC/ADH水凝胶在模拟废水中吸附行为的影响;并对CMC/ADH水凝胶的吸附机理进行分析研究。结果表明,在室温（25℃）、pH值=3、重金属离子初始浓度50 mg/L、吸附时间300 min的条件下,CMC/ADH水凝胶对废水中Cr⁶⁺、Cu²⁺和Pb²⁺的吸附量分别为31.5、75.9和72.0 mg/g;其吸附过程的动力学模型和等温模型的拟合结果表明,CMC/ADH水凝胶吸附重金属离子的过程是单层化学吸附过程。     

PEI改性纸基材料的制备及其对水体主要污染物的去除

以麦草高得率浆为原料，戊二醛和聚乙烯亚胺为改性试剂，通过造纸工艺制得低成本、高湿强、具有优异吸附性能和油水分离性能的多功能纸基材料。改性纸基材料表面引入了大量氨基，含量可达3.33 mmol/g；其内部纤维间形成了共价键交联网络结构，湿抗张指数达到干抗张指数的29%。吸附实验研究表明，该纸基材料对吸附质的吸附动力学和热力学分别较好地拟合了准二级方程和Langmuir模型，其对刚果红和Pb²⁺的实际吸附容量分别为89.26和190.1 mg/g；理论最大吸附容量分别为91.04和232.4 mg/g。聚乙烯亚胺改性纸基材料对大豆油和正己烷的水下油接触角分别为152.5°和151.7°，具有水下超疏油性；此外，其对水包油乳液（平均粒径50 μm）的分离效率达到99.4%，膜通量达到12560 L/（m²·h）。     

高级氧化集成技术深度处理造纸废水工艺研究

本课题介绍一种活性炭吸附+芬顿氧化+臭氧催化氧化的高级氧化集成技术,并将其应用于造纸废水处理。结果表明,最佳处理条件为：活性炭添加量为0.5 g/L,吸附时间30 min,COD_Cr去除率达60%;芬顿氧化工艺处理活性炭吸附出水时,H₂O₂添加量为0.25 g/L,n(Fe²⁺):n(H₂O₂)=1:4、反应时间为1 h,COD_Cr去除率最高可达到32%;臭氧催化氧化处理芬顿氧化出水时,臭氧浓度为10%,H₂O₂加入量为0.1 g/L,气液比为2:1,反应时间为1.0 h,去除效果最佳。该高级氧化集成技术可将废水COD_Cr从180 mg/L降至25 mg/L,去除率为86.1%;达到地表水准Ⅳ类,综合运行成本为8.9元/t。     

F127稳固Pd纳米粒子催化剂催化油酸甲酯加氢反应的研究

制备了F_(127)稳固Pd纳米粒子催化剂(Pd/F_(127)),并将其用于油酸甲酯加氢制备C_(18)醇的反应。结果表明:F_(127)稳固Pd纳米粒子催化体系对油酸甲酯加氢反应具有催化活性高、稳定性好、易与产物分离、可循环利用等特性;在油酸甲酯用量3.0 g、Pd质量分数0.36%的Pd/F_(127)催化体系用量6.0 g(m(Pd)∶m(F_(127))=1∶25)、反应温度230℃、氢气压力6 MPa、反应时间8 h的较佳实验条件下,产物羟值(KOH)和碘值(I)分别为173.3 mg/g、10.5 g/100 g;Pd/F_(127)分散均匀,Pd纳米粒子平均粒径2.36 nm;分离所得稳固Pd纳米粒子催化体系不经任何处理重复使用5次后,仍有较好的催化活性。     

弱碱性过氧化氢漂白对杨木CTMP中碳水化合物和木质素的影响

本研究探讨了杨木CTMP碱性过氧化氢漂白中,MgO取代NaOH比例和漂白时间对杨木CTMP中碳水化合物和木质素含量及纸浆性能的影响。结果表明,在漂白初期,杨木CTMP中的碳水化合物和木质素溶出较快,漂白后期溶出的速率较缓慢。随MgO取代NaOH比例的增加,杨木CTMP的漂白得率显著提高,漂白浆中的碳水化合物和木质素含量明显增加。与对照样（以NaOH为碱源）相比,漂白时间90 min,MgO取代NaOH比例为75%时,漂白浆中的综纤维素和木质素含量分别达67.60%和23.09%;浆张的松厚度从2.09 cm³/g上升到2.21 cm³/g,增加了5.74%;白度略微下降;浆张的抗张指数和撕裂指数分别下降了14.16%和14.32%,达40.6 N·m/g和3.47 mN·m²/g。     

Ca2+交联羧基化麦草秸秆化机浆的制备及性能研究

本研究采用TEMPO氧化体系,转化麦草秸秆化机浆（SP）纤维素C6位上的羟基为羧基,制备羧基化麦草秸秆化机浆（CSP）;对CSP进行Ca²⁺交联,制备Ca²⁺交联羧基化麦草秸秆化机浆（CSP@Ca²⁺）,探究其纸浆的物理强度性能。基于FT-IR、XPS等手段可以明显检测CSP 纤维的羰基/羧基官能团：羧基化1 h麦草秸秆化机浆纤维（CSP1）的羧酸含量为0.27 mmol/g,其Zeta电位从SP的-21.7 mV变化为-29.2 mV,这为Ca²⁺的交联提供作用位点。纸张物理强度结果表明,CSP1@Ca²⁺0.5的抗张指数、耐破指数和撕裂指数分别较SP提高154.4%、170.8%和12.9%。最终,CSP1@Ca²⁺0.5与SP配抄纸张（配抄比例为50∶50）的抗张指数、耐破指数和撕裂指数分别达27.1 N·m/g、2.28 kPa·m²/g和3.68 mN·m²/g,较SP分别提高83.4%、115.1%和8.3%。     

钯/炭催化剂对碱木质素还原反应的催化作用

采用甲醛还原法制备钯/炭(Pd/C)催化剂,考察了以Pd/C为催化剂,以环己烯为氢给予体的催化体系对麦秆碱木质素还原反应的催化作用,用化学法对反应前后碱木质素官能团进行了定量测定,用FTIR、UV和1H NMR光谱对木质素化学结构进行了分析.结果表明,Pd/C催化剂对碱木质素还原反应具有较高的催化活性,碱木质素总羟基含量增加了46.95%,酚羟基含量增加了33.74%,醇羟基含量增加了63.93%;甲氧基含量降低了17.73%,羧基含量降低了53.41%,总酸性基变化不大,木质素的苯环结构稳定,活性官能团增加,反应活性提高,PdC催化剂对木质素还原活化反应具有良好的催化作用.     

碳泡沫阴极电-Fenton深度处理造纸废水研究

本研究通过蔗糖发泡-碳化工艺制备了碳泡沫阴极材料并应用于电-Fenton深度处理造纸废水。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）对碳泡沫阴极表面形貌和化学结构进行表征。以COD_Cr去除率为评价指标,考察了阴极材料、反应时间、初始pH值、Fe²⁺投加量和电流密度对造纸废水深度处理效果的影响。结果表明,碳泡沫由大量孔洞结构堆叠而成,表面存在含氧官能团。反应时间180 min、pH值3、Fe²⁺投加量0.5 mmol/L、电流密度200 mA/cm²时,以碳泡沫为阴极的电-Fenton深度处理造纸废水的COD_Cr去除率最高,达到88.4%,相比常规碳毡阴极提高了1.3倍。以碳泡沫为阴极的电-Fenton深度处理造纸废水法具有良好的稳定性,10次循环的COD_Cr去除率均超过85%,效率降低率不超过5%。     

13C-2H双同位素示踪法研究未漂硫酸盐浆中残余木质素的化学结构

采用¹³C和²H分别标记裸子植物的木质素和碳水化合物,研究未漂硫酸盐浆中残余木质素的化学结构。向银杏（Ginkgo）植株中投入木质素前驱物松伯醇葡萄糖苷-[α-¹³C]、多糖前驱物D-葡萄糖-[6-²H₂]及苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine Ammonialyas,PAL）的阻诘剂羧甲氧基胺半盐酸盐（AOA）,获得双同位素标记的木材。将其制备的硫酸盐浆通过酶水解法分离得到纤维素酶解木质素（CEL）,通过碱抽提纯化得到碱溶性CEL（CEL-Alk）。利用¹³C NMR对其结构进行分析,发现蒸煮前,天然银杏木质部中木质素结构单元间主要以β—1、β—5、β—O—4结构为主,少量木质素与多糖类物质以缩醛键连接。硫酸盐浆残余木质素中主要有β—5、β—1等缩合结构,部分木质素通过缩醛键与多糖类物质相连。¹H NMR差示光谱显示,木质素单元Cα与葡萄糖或甘露糖之间形成了苯甲醚键连接。结果表明,银杏纤维中的木质素-碳水化合物复合体（LCC）中缩醛键和苯甲醚键结构在硫酸盐法蒸煮过程中较稳定。     

碳纤维表面协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响

本研究分别采用多巴胺-端环氧基硅油与硝酸-端环氧基硅油体系改性碳纤维,对比了纤维表面形貌和化学官能团的变化,探究了化学协同改性机理。进一步表征了纸基摩擦材料的表面形貌、粗糙度及孔隙结构,研究了协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果表明,硝酸-端环氧基硅油改性体系更有利于提升纸基摩擦材料力学强度和耐磨性,改性后纸基摩擦材料的拉伸强度和层间剪切强度分别较改性前提高了25.8%和23.6%,磨损率降至0.620×10^-8 cm³/J;相比于多巴胺预处理,硝酸刻蚀过程不仅可以增加后续端环氧基硅油接枝改性的活性位点,同时提高了碳纤维与树脂间的化学交联密度。     

制浆造纸废水处理及中水回用工程实例

国内某新建造纸企业配套废水处理站设计规模60000 m³/d,废水处理采用预处理+好氧生物处理+混凝沉淀+Fenton氧化处理工艺,出水COD_Cr≤50 mg/L,SS≤13 mg/L,直接进入后续中水回用单元;中水回用单元采用预处理+超滤反渗透工艺进行处理,反渗透出水COD_Cr≤10 mg/L,TDS≤180 mg/L,系统中水回收率70%,脱盐率97%。回用水送至厂区原水池,为企业新增用水源1512万m³/a,约占企业总用水量的50%,极大地缓解了企业用水压力。     

水热-二元催化乙醇法分离麦草组分及结构解析

研究了水热-二元催化乙醇法高效分离麦草3种主要组分的效果,然后采用醇沉法和稀释沉淀法分别分离提取出半纤维素和木质素。并通过高效阴离子色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪对分离物的结构进行了表征。结果表明,水热-二元催化乙醇法分离麦草3种主要组分方法可行,且提取效果较好。醇沉法半纤维素提取率为38.1%,稀释沉淀法木质素提取率为55.5%,粗纤维素得率为40.7%。分离得到的半纤维素聚糖的主链由D-吡喃式木糖以（1,4）-β-糖苷键连接形成,支链为4-O-甲基-α-D-吡喃式葡萄糖醛酸基、α-L-呋喃式阿拉伯糖基和乙酰基。分离物木质素具有典型的G-S-H型结构,且木质素中S型木质素含量多于G型木质素。     

茜素红S掺杂聚苯胺/纤维素纸基电极材料的制备及性能研究

本研究利用茜素红S掺杂调控聚苯胺层，以获得高性能纤维素纸基电极材料，并对其结构组成及性能进行研究。结果表明，茜素红S掺杂提高了聚苯胺颗粒的多孔性和负载量，从而提高了聚苯胺/纤维素纸基电极材料的热稳定性、导电性能和电化学性能。电化学测试表明，在电流密度为1 mA/cm²时，纸基电极材料的面积比电容为1960 mF/cm²，高于以往的研究。本研究为利用传统造纸工艺开发高性能、廉价、绿色的纸基功能材料提供了新的参考。