蓝花楹磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的降解及与多糖的缩合

提取蓝花楹磨木木素(MWL),并在木聚糖存在的条件下,模拟硫酸盐法蒸煮MWL。对MWL和蒸煮产物的酸不溶物进行FT-IR和13C-NMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮产物中木素-碳水化合物复合体(LCC)的形成情况。研究发现:蒸煮产物中的酸不溶物含有碳水化合物,其中有大量木聚糖。蓝花楹MWL结构单元之间的α-芳基醚键、β-芳基醚键非常容易断裂,有新的LCC结构形成木素和碳水化合物间的连接在蒸煮过程中发生不完全降解。     

硫酸盐法蒸煮过程中木素-聚木糖复合体化学结构的变化

以木素脱氢聚合物(DHP)和聚木糖为原料,合成了木素-聚木糖复合体(DHPXC);以该复合体作为植物原料中木素-碳水化合物复合体(LCC)模拟物,对其进行了硫酸盐法蒸煮。对蒸煮后产物进行了红外光谱和高分辨率液体核磁共振分析,探讨了硫酸盐法蒸煮过程中植物纤维原料中LCC的结构变化和降解情况。研究结果表明,木素-聚木糖复合体经硫酸盐法蒸煮后,酸不溶物中含有大量聚木糖,聚木糖与木素依然以LCC的形式连接在一起。蒸煮后木素结构中含有一定量的肉桂醇结构,木素结构单元之间主要通过β-β结构连接,还含有一定量的β-5和β-O-4结构。     

马尾松磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的降解及缩合

在聚葡萄糖甘露糖存在的条件下,利用硫酸盐法蒸煮马尾松磨木木素（MWL）,并采用离心分离、酸析沉淀木素等方法将蒸煮后的产物分级,然后用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析仪和13C-核磁共振波谱（13C-NMR）对分级后的组分进行分析。结果表明,硫酸盐法蒸煮过程中,在亲核试剂OH-、HS-的进攻下,木素大分子结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂而生成许多小分子木素;另外,酸不溶物中有新的木素-碳水化合物复合体（LCC）结构单元形成,这种新形成的LCC结构单元主要是由β-O-4型木素结构单元与聚葡萄糖甘露糖形成的以苯甲醚键连接的LCC结构单元以及由5-5缩合型木素结构单元与木糖形成的以苯甲醚键连接的LCC结构单元,并且这种新形成的LCC结构单元对碱非常稳定。而缩合型木素结构单元（β-β、β-5、β-1、5-5木素结构单元）在硫酸盐法蒸煮过程中非常稳定,很难发生降解。     

利用酚型木素模型物研究硫酸盐法蒸煮过程中LCC的形成

模拟硫酸盐法蒸煮过程,将合成的木素模型物（愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-［α-13C］）和典型的半纤维素组分聚木糖进行蒸煮,然后利用酸析沉淀木素、乙酸乙酯抽提等方法将蒸煮后的产物分离,并利用傅里叶变换红外光谱分析仪、13C-核磁共振波谱、异核多量子相干谱对分离后的各个组分进行分析,探讨传统硫酸盐法制浆过程中木素-碳水化合物复合体（LCC）的形成。研究发现,蒸煮产物中有苯甲醚键型LCC形成,而且,这种新型LCC主要存在于酸不溶物中;碱不溶物、乙酸乙酯抽提物和酸可溶物中没有这种新型LCC。     

蓝花楹磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的反应

在木糖存在的条件下,采用硫酸盐法蒸煮的方法对蓝花楹磨木木素(milled wood lignin,简称MWL)进行处理,然后对处理后的产物进行红外光谱和13C-NMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮过程中木素-碳水化合物复合体(lignin-carbohydrate complexes,简称LCC)的形成情况.研究发现蓝花楹MWL结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂,而在这些连接键发生断裂的同时,形成的木素中间体与糖产生化学键的结合,蒸煮液中有新的LCC结构形成.     

磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的反应

在木糖存在的条件下,采用硫酸盐法蒸煮的方法对蓝花楹磨木木素(milled wood lignin,简称MWL)进行处理,然后对处理后的产物进行红外光谱和13C-NMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮过程中木素-碳水化合物复合体(lignin-carbohydrate complexes,简称LCC)的形成情况。研究发现:蓝花楹MWL结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂,而在这些连接键发生断裂的同时,形成的木素中间体与糖产生化学键的结合,蒸煮液中有新的LCC结构形成。     

酚型木素模型物硫酸盐法蒸煮过程中LCC形成的研究

合成了带13C同位素标记的酚型木素模型物——愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C],模拟了硫酸盐法蒸煮过程,将合成的木素模型物和典型的半纤维素组成部分——木糖进行蒸煮,然后利用酸析沉淀木素、乙酸乙酯抽提等方法将蒸煮后的产物分级,并利用13C-NMR(13C-核磁共振波谱)和二维HMQC(异核多量子相干谱)对分级后的各个部分进行分析,研究传统硫酸盐法蒸煮过程中LCC的形成情况。研究发现:酚型木素模型物的中间产物和木糖衍生物(糖醛酸等)形成了少量苯甲醚键型LCC结构,这些新形成的LCC结构主要存在于乙酸乙酯抽提物中。     

马尾松磨木木素以及LCC的仿酶降解

采用由Cu2+/吡啶/过氧化氢组成的仿酶氧化系统,对马尾松(PinusmassonianaLamb)的磨木木素(MWL)和木素碳水化合物复合体(LCC)进行仿酶降解,通过红外光谱分析以及GCMS分析,解析了马尾松MWL和LCC在降解过程中的结构变化,并对这种仿酶降解的机理进行了初步探讨.结果表明,这种仿酶降解方法对磨木木素和LCC均有较强的降解能力,降解后的产物中羰基和羟基增多,且木素结构中的部分苯环被开环;还有一部分木素降解为香草酸和香草醛等低分子化合物.这说明木素在侧链上受到氧化作用,使结构单元之间的连接键断裂.     

缩合型木素模型物的合成及LCC的变化情况

合成了一种缩合型木素模型化合物——脱氢二香草醇，并利用红外光谱、核磁共振谱对其进行了分析和确认。在此基础上。模拟硫酸盐法蒸煮过程，将合成的木素模型物和热型的半纤维素组成部分（木聚糖、木糖）进行蒸煮，然后利用酸析沉淀木素、乙酸乙酯抽提的方法将蒸煮后的产物分级，并利用FT-IR、^13C-NMR对分级后的各个部分进行分析，探讨传统硫酸盐法制浆过程中木素．碳水化合物复合体（LCC）的形成机理。     

马尾松硫酸盐法蒸煮过程中碳水化合物组分的主成分分析

以有关文献数据源为基础,通过编制Matlab软件下的M文件实现了马尾松硫酸盐法蒸煮过程中碳水化合物组分的主成分分析,获得了其中的葡萄糖组分可解释96%以上方差的信息。     

RDH法和常规KP法蒸煮过程中蒸煮液组成的变化及对比

对RDH(快速置换加热)硫酸盐法和常规KP法蒸煮过程中蒸煮液组成的变化规律进行了研究和对比。结果表明，在RDH硫酸盐法和常规KP法蒸煮过程中，蒸煮液中NaOH和Na2S含量均下降，但蒸煮液硫化度升高。与常规KP法相比，在整个脱木素反应过程中，RDH蒸煮液的有效碱浓度分布较均匀，蒸煮液中Na2S浓度较高，尤其在大量脱木紊的开始阶段(此时蒸煮液中Na2S浓度是常规KP法蒸煮时的2．88倍)，因而RDH法蒸煮能够深度脱除木素。与常规KP法蒸煮废液相比，在废液粘度相近的条件下，RDH法蒸煮废液有较高的固含量，有利于黑液的碱回收。在RDH硫酸盐法蒸煮经过一次完整的循环置换蒸煮周期后，温黑液槽和热黑液槽内的黑液组成基本保持稳定，可为后续进行的连续置换加热蒸煮提供良好的前提条件。     

三倍体毛白杨KP法蒸煮中木素结构的变化

以三倍体毛白杨为研究对象,进行了常规硫酸盐法蒸煮。采用酶-弱酸解两段法分别从原料和KP纸浆中分离出原料木素和纸浆残余木素。采用酸析法从KP蒸煮黑液中分离出溶出木素样品,经过弱酸水解得到纯木素试样。通过凝胶渗透色谱分析(GPC),对所有试样分别进行了分子质量的检测,得出各种木素样品的分子质量及其分布,分析了木素溶出过程中的分子质量的变化。通过磷谱核磁共振31P-NMR技术得出木素结构谱图,对原料木素、纸浆残余木素和黑液溶出木素结构中各官能团进行了定量分析对比,研究了木素结构在KP蒸煮过程中的变化规律。     

绿液预处理杨木硫酸盐法蒸煮脱木素反应历程研究

采用碱回收绿液对杨木木片进行预处理,研究了预处理后硫酸盐法蒸煮过程中脱木素反应历程及NaOH的消耗过程。研究表明,采用绿液预处理后,杨木木片得率为73.1%,木素脱除率为32.54%。预处理后的蒸煮过程中,在初始脱木素段,木素脱除率为14.52%;在大量脱木素段,木素脱除率为42.62%;残余脱木素段,木素脱除率仅为3.41%。这3个阶段的木素脱除率比传统硫酸盐法分别降低了3.55、19.38和9.11个百分点。NaOH几乎全部消耗在蒸煮初期和大量脱木素段,这2个阶段NaOH分别消耗了57.71%和42.29%;Na2S质量浓度在蒸煮初期逐渐减小,蒸煮的中后期又逐渐增大。绿液预处理硫酸盐法蒸煮不仅能提高脱木素选择性,还能提高蒸煮后浆料得率（达到50.8%）,比传统硫酸盐法浆料得率（47.9%）提高2.9个百分点。     

减少硫酸盐法制浆中臭气的研究

对硫酸盐法制浆过程中挥发性有机硫化物的形成过程以及蒸煮工艺对其生成量的影响进行了研究。结果表明:蒸煮过程中,无论是针叶木还是阔叶木,挥发性有机硫化物的生成量随脱木素程度的增加而增加,且存在一个临界转折点(针叶木浆卡伯值约35,阔叶木浆卡伯值约20),当纸浆卡伯值低于这个转折点时,黑液中的挥发性有机硫化物生成量将显著增加。通过控制卡伯值在到达该转折点之前、采用低硫化度蒸煮工艺和添加蒽醌可有效减少挥发性有机硫化物的生成。在蒸煮臭气控制中,相同卡伯值下,阔叶木比针叶木效果显著。     

人工种植桉木深度脱木素的研究——第一部分:深度脱木素的原理

进行了４ 种桉木改良硫酸盐法（深度脱木素） 制浆的实验, 结果表明改良硫酸盐法制浆的选择性明显高于常规蒸煮法, 改良硫酸盐法在浆料强度不受损失的前提下, 纸浆的卡伯值较常规硫酸盐法低５～６ 个单位。     

硫酸盐法蒸煮脱木素历程的近红外光谱表征法

利用近红外光谱法对木材硫酸盐法蒸煮过程脱木素历程进行了研究。结果表明,利用红外光谱能较好地表征木材的三段脱木素历程。这为下一步近红外光谱在线测量仪的开发奠定了理论基础。     

阔叶木碱-蒽醌制浆的改进

介绍了糖槭木硫酸盐、碱-蒽醌、碱-α-甲基蒽醌法制浆,虽然碱-蒽醌蒸煮过程中脱木素作用明显低于硫酸盐蒸煮,但是,当用α-甲基蒽醌代替蒽醌,蒸煮过程中脱木素速率稍低于硫酸盐蒸煮。当有效碱用量相同时,由糖槭木生产碱-α-甲基蒽醌法浆,在纸浆卡伯值相同(约20)情况下,比硫酸盐浆得率增加1.2%(对绝干木片重量计),而这两种纸浆强度基本相同。采用AlCl3催化Friedel-crafts反应是一种工业生产蒽醌方法,用甲苯代替苯可以生产α-甲基蒽醌,而甲苯价格比苯便宜,因此,碱-α-甲基蒽醌法适合于生产阔叶木化学浆。     

漆酶作用下5-5′结构木素模型化合物与对-羟基肉桂酸的脱氢聚合反应

具有5-5′结构的木素结构非常稳定,难以在制浆过程和废水处理中降解,但酚型5-5’结构能在漆酶的作用下发生聚合。为了了解在漆酶的催化作用下5-5’结构型木素结构与对-羟基肉桂酸之间的共聚性能,进而为制浆废水中木素的酶催化絮凝技术的开发提供理论基础,本文研究了在漆酶催化作用下,对-羟基肉桂酸与5-5’结构木素模型物（脱氢二香草醇）的聚合反应。应用凝胶渗透色谱（GPC）测定了聚合产物的相对分子量,采用红外光谱、核磁共振技术探讨了对-羟基肉桂酸与5-5′结构木素模型物的脱氢聚合产物的化学结构。研究结果表明：在漆酶催化作用下,对-羟基肉桂酸与5-5′结构木素模型物发生脱氢聚合反应,形成典型的DHP。聚合后相对分子质量明显增大,相对分子量Mn由306提高到2106。结构单元之间的连接方式主要是通过β-O-4、α-O-4、β-β等。