竹浆Co-salen仿酶催化漂白机理研究

采用GPC、FT-IR、1H-NMR、31P-NMR和元素分析法研究了竹浆Co-salen仿酶漂白过程中残余木素结构的变化。Co-salen仿酶处理使竹浆中残余木素芳环降解开裂,甲氧基、酚羟基、脂肪族羟基、愈创木基、紫丁香基减少,羟基被氧化,羰基增加。β-O-4、β-1、β-5、β-β连接发生断裂。残余木素重均、数均分子质量下降,多分散性略有下降。Co-salen仿酶预处理使终漂纸浆发色基团减少,结晶度提高。另外得到了仿酶处理前后竹浆残余木素结构单元实验式。     

绿色糖单孢菌复合胞外酶漂白纸浆的机理

以经过绿色糖单孢菌复合胞外酶漂白的纸浆为研究对象,首次采用SEM、GC、FT-IR、CP/MAS13C-NMR、xRD等仪器分析手段全面阐释由一种菌同时产生的两种酶(木聚糖酶和木素过氧化物酶)协同漂白纸浆的作用机理.结果发现该复合胞外酶漂白,对纸浆中的木聚糖和聚阿拉伯糖降解显著;可断裂部分残余木素和木素-碳水化合物复合体,减少或改变纸浆中的发色和助色基团;使纤维结构变得疏松,增强后续漂剂的渗透,促进木素的溶出;漂白对纸浆纤维素的破坏主要集中在无定形区,对结晶区影响较小.     

硫酸盐竹浆ECF和TCF漂白过程中木素结构的变化

利用紫外光谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、核磁共振波谱技术,研究了氧脱木素后纸浆、ClO2漂白后纸浆中残余木素及氧脱木素溶出木素结构的变化。浆料经过ClO2漂白和氧脱木素后,残余木素紫外光谱中216 nm处的吸收明显减弱(分别下降了30.7%和10.0%),表明氧脱木素和ClO2漂白过程木素结构单元中有些苯环开裂。通过红外光谱分析得知,浆料经ClO2漂白和氧脱木素后,代表羧基的1701~1718 cm-1峰强度显著增强,代表游离酚羟基的3420 cm-1峰强度稍有增强,代表甲氧基的1266 cm-1处吸收峰减弱。通过对残余木素分子质量测定得知,与未漂浆残余木素相比,经氧脱木素和ClO2漂白后,浆中残余木素及氧脱木素溶出木素的平均分子质量降低,多分散性也随之下降,但下降程度不大。由1H-NMR和13C-NMR分析得知,与未漂浆残余木素相比,ClO2漂白后木素结构中的对羟基苯基、愈创木基和紫丁香基结构单元受到降解,部分β-O-4、β-1和β-5连接发生断裂。ClO2漂白浆残余木素羧基、芳环取代碳原子以及与氧连接的脂肪碳原子含量升高,而芳环甲氧基含量降低。     

降解木素酶和降解木聚糖酶的生物漂白及机理

应用实验室选育出的降解木素和降解木聚糖菌株产生的酶液对桉木（Eucalyptus）硫酸盐浆进行生物漂白。酶处理的结果显示，酶降低纸浆的卡伯值，提高白度，而对粘度降低较少。GC和FTIR分析表明，经酶处理后，纸浆中的发色基团和助色基团减少，阿拉伯糖和木糖含量降低，桉木KP浆本素碳水化合物复合物（LCC）的木素-阿拉伯糖基及木素-木糖基结合键断裂，并活化木素分子的芳香环结构，促进木素的溶出，提高了纸浆的白度和可漂性。     

硼氢化钠预处理在纸浆过氧化氢漂白过程中的作用机制

本文以未漂桉木硫酸盐浆为原料,考察了硼氢化钠预处理后过氧化氢漂白纸浆白度、返黄以及废液中残余过氧化氢、溶出木素及甲醇等物质的变化,并在此基础上探讨了硼氢化钠预处理的作用机制。并以葡萄糖作为纸浆羰基基团模拟物,探讨了硅酸钠是否对硼氢化钠与纸浆羰基基团的反应有催化作用。结果表明:Na BH4预处理明显改变了溶出木素的结构(由于羰基的消除)并降低了溶出木素的反应活性,从而减少过氧化氢在与溶出木素反应中的消耗,同时也减少了废液中甲醇的生成。因此,使过氧化氢在纸浆漂白中的功效得到了进一步的提高。同时,硅酸钠对硼氢化钠与纸浆中羰基基团的反应有催化作用。     

酶预处理对过氧化氢漂白废液的影响

聚木糖酶、木素过氧化物酶预处理使后续过氧化氢漂白废液色度和ＣＯＤ都下降。聚木糖酶预处理使预处理一过氧化氢漂白两段废液的ＣＯＤ总需氧量降低；木素过氧化物酶预处理使预处理—过氧化氢漂白两段废液的ＣＯＤ总需氧量提高。用ＨＰＬＣ研究表明，聚木糖酶、木素过氧化物酶预处理使后续过氧化氢漂白废液中成分种类增加，亦使过氧化氢漂白中ＥＤＴＡ消耗减少。     

广州青篱竹KP和NaOH-AQ法制浆(续)——广东青篱竹硫酸盐和烧碱-蒽醌法蒸煮过程中木素结构变化的研究

本文对广东青篱竹硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮过程中不同时期溶出的木素,进行了结构变化的研究。发现其甲氧基、酚羟基和醇羟基的变化有一定的规律。结果说明了紫丁香基型木素是优先溶出的,而且硫酸盐法蒸煮溶出的木素分子,要比烧碱-蒽醌法燕煮溶出的木素分子小。蒸煮过程中都有一定程度的Cr脱甲醛作用和缩合反应。红外光谱、紫外光谱和核磁共振氢谱也证明了紫丁香基木素优先溶出的情况,并证明了青篱竹木素中存在酯键的结构,以及蒸煮初期酯键就皂化断裂的情况。     

木素H2O2漂白的浅色化效果

对经Ｎａ２ＳＯ３处理的不溶木素（ＵＴＬ）进行Ｈ２Ｏ２漂白，定量研究漂后不溶木素（ＵＢＴＬ）中色团含量及其浅色化行为发现：Ｈ２Ｏ２漂白一定程度地破坏了由Ｎａ２ＳＯ３处理引入的发色基团，但漂后色团含量仍高于未经Ｎａ２ＳＯ３处理的磨木木素；Ｈ２Ｏ２漂白木素的浅色化效果主要来源于邻醌结构的破坏，但残余邻醌仍为漂后木素颜色的主要来源；漂白前后邻酚含量基本保持不变，其铁螯合物存在于木素中，严重地降低了Ｈ２Ｏ２漂白对木素的浅色化效果；共轭羰基既不构成木素颜色的主要来源，对木素浅色化的贡献也不大。     

木素模型物及其在制浆中的应用研究进展

木素是自然界储量仅次于纤维素和甲壳素的天然大分子聚合物。从化学结构上看,木素由愈创木基、对羟苯基和紫丁香基三种结构单元以醚键和碳碳双键连接而成,结构十分复杂,且在植物原料中,木素与纤维素和半纤维素紧密地联系在一起,利用现有手段很难分离出纯木素。木素对制浆过程,尤其是对蒸煮和纸浆漂白有重要影响,为深入理解木素在制浆过程中发生的化学反应机理及其结构变化,需要借助木素模型物进行木素的相关研究。本文综述了国内外木素模型物的研究现状,论述了木素模型物在制浆过程中木素-碳水化合物复合体(LCC)的生成及漂白过程中反应机理等相关研究中的应用情况。     

Co-salen仿酶系统降解木素模型物的研究机理

采用FTIR、^1H—NMR、^13C-NMR、^31P-NMR、HMBC研究了β-O-4型愈创木基木素模型聚合物在Co-salen仿酶体系中的降解机理,结果显示经仿酶处理后,木素模型聚合物β-O-4联接发生断裂,醇羟基含量增加,有利于木素的碎片化和溶出;醚化和苯环开环反应使酚羟基含量下降。Co-salen仿酶处理中,木素模型聚合物甲氧基含量增加,可能与小分子产物烷氧基化联接有关。Co-salen仿酶系统催化氧化酚型木素模型聚合物,产生含羧基的产物。     

FC法测定木素和纸浆中的酚羟基

应用FC法(Folin-Ciocalteu试剂法)测定了硫酸盐木素与H2O2反应前后酚羟基含量的变化,并测定了蒸煮、氧脱木素和H2O2漂白后不同纸浆中残余木素的酚羟基含量。测定结果表明,硫酸盐木素在与碱性H2O2反应后,酚羟基含量降低,高温H2O2反应后的下降程度更为明显;浆料残余木素中酚羟基含量随浆料卡伯值的降低而下降。     

巨尾桉APMP制浆过程中木素结构变化的研究

研究表明：巨尾桉木片ＡＰＭＰ二氧六环木素的结构单元实验式为Ｃ９Ｈ８．７５Ｏ３．０７（ＯＣＨ３）１．６６，结构单元的比率为Ｓ：Ｇ：Ｐ－Ｈ＝１．８９：１：０．３１。巨尾桉ＡＰＭＰ木素中酚羟基、邻酚结构及共轭羰基含量明显减少使浆有较高的白度，而邻酚结构没有被完全消除及邻醌结构含量的稍有增加均阻碍ＡＰＭＰ白度的继续提高。     

活化、催化过氧化氢漂白与脱木素体系的研究进展

采用过氧化氢活化剂能活化或催化过氧化氢漂白与脱木素,进一步提高试剂与木素及其发色基团的反应活性,从而提高其漂白效率与效果.文章简要介绍了近年来新型高效过氧化氢/活化、催化漂白/脱木素新体系的发展状况.     

含氧类自由基与过氧化氢脱木素

介绍了纸浆过氧化氢漂白中的含氧类自由基,如羟基自由基、过氧阴离子自由基和氢过氧自由基,以及自由基与过氧化氢脱木素及漂白的关系.讨论了这些自由基的产生、自由基与木素反应的特点、羟基自由基的脱木素选择性以及pH值对其影响,提出通过控制漂白体系中的压力、温度和过氧化氢用量来调控过氧化氢的传递、自由基的产生以及自由基浓度,合理地利用自由基反应来提高过氧化氢的脱木素能力,改善漂白效果.     

二氧化氯和过氧化氢漂白技术

二氧化氯和过氧化氢都是无／少污染纸浆漂白剂,在最近的三十年间得到了快速发展。该文主要概述了二氧化氯和过氧化氢的性质以及漂白原理,详细介绍了二氧化氯和过氧化氢与木素的反应,并对两种漂剂在我国的发展做了分析。     

针叶木硫酸盐浆GIF仿酶漂白研究

采用Cu2 吡啶/H2O2构成的GIF有机仿酶降解体系进行了针叶木硫酸盐浆的漂白研究,并探讨了漂白过程中纸浆卡伯值、粘度和白度的变化规律.研究结果表明,GIF仿酶漂白在溶出木素大分子方面能力并不强,主要通过将木素氧化为含羰基的产物,使其在后续碱抽提和H2O2漂白中容易降解或溶出.GIF型仿酶体系对碳水化合物也有一定的氧化降解作用,纸浆粘度有明显降低,说明该反应体系中存在着自由基反应.     

乙烯利处理通过调节抗氧化酶活性和次生代谢产物的积累促进生姜根茎愈伤

生姜在收获、采后处理和运输过程中经常遭受机械损伤,已有报道称乙烯利能促进植物愈伤。本实验以生姜根茎为材料,研究采后乙烯利浸泡处理对其愈伤的影响及机制。结果表明,50 mg/L乙烯利处理能降低生姜根茎愈伤过程中的质量损失率,提高生姜根茎中过氧化氢、总酚和木质素含量。乙烯利处理还提高了生姜根茎中活性氧代谢相关酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶）活性。乙烯利促进愈伤过程中酚类物质和木质素的积累与其提高过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶活性密切相关。由此说明,乙烯利处理主要通过调节活性氧代谢中关键酶活性和苯丙烷途径来提高抗氧化能力和次生代谢物质的积累,从而促进生姜根茎的愈伤。     

绿色糖单孢菌胞外酶漂白桉木硫酸盐浆的研究

用绿色糖单孢菌分泌的含有木素过氧化物酶与木聚糖酶复合胞外酶漂白桉木KP浆,对其进行单段酶处理及后续化学漂白,探讨生物酶预处理对纸浆可漂性以及漂白废水污染负荷的影响。结果表明:酶处理可改善桉木KP浆的可漂性,在后续漂白条件相同情况下,酶处理可使桉木KP浆白度增加6.3%ISO;在达到相近白度时,后续DED漂白的总用氯量可减少30%,漂白废水的悬浮物、色度和CODC r分别降低了22.7%、28.1%和26.2%。     

微波技术在植物纤维漂白中的应用研究

探讨了微波功率、微波辐射时间及H2O2用量对碱法麦草浆H2O2漂段的影响,确定了微波漂白的最佳工艺条件,即微波功率为800W、微波辐射时间为1.5min、H2O2用量为1.5%(对绝干浆)时漂白效果最佳.将微波技术应用于H2O2漂段,可提高反应速率、缩短纤维漂白时间,从而有效提高漂白的效果及效率,使H2O2漂段的工艺获得了进一步完善.     

漆酶处理对黄麻纤维木质素结构的影响

采用二氧六环/水溶液抽提制取黄麻纤维木质素,再用漆酶对其处理。利用凝胶渗透色谱测定漆酶处理前后黄麻纤维木质素的分子量及分布,并通过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱对漆酶处理前后黄麻纤维木质素的结构进行分析。结果表明：黄麻纤维木质素经漆酶处理后,数均分子量和重均分子量增大,酚羟基含量减少,酚型结构的木质素发生聚合反应,分子量的分布范围变宽;经漆酶处理后,黄麻纤维木质素中紫丁香基结构单元含量减少,醇羟基和总羟基含量增加,羰基含量增加。