芦苇乙醇胺法制浆初探

以芦苇为原料、乙醇胺为蒸煮试剂,在常压条件下进行蒸煮试验,对芦苇乙醇胺制浆进行尝试。通过对浆料和废液固形物的分析,结果表明:在乙醇胺用量70%、液比1:8、保温时间1.0 h的条件下,所得粗浆中纤维素含量超过80%,木素含量低于5%,纤维长度与天然芦苇纤维长度相当;蒸煮废液所含木素纯度高,木素分子量大且分布均匀。     

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.     

芦苇乙醇法分离木素制浆研究(Ⅰ)

以芦苇为原料,在常压条件下利用乙醇的水溶液提取分离木素、纤维素,采用三因子二次正交旋转组合设计研究了乙醇、催化剂和液固比对木素、纤维素分离的影响,得到了相应单指标二次回归模型;并对分离出来的木素做了定性分析.研究结果表明:在乙醇50%、催化剂6%和液固比8:1条件下,得浆纯度较高,所得木素仍是由苯丙烷及其衍生物构成的大分子,其分子量远大于一般碱木素,分布范围较窄.     

乙醇木素的提纯研究

利用有机溶剂四氯化碳提纯乙醇木素,主要考察提纯温度、四氯化碳用量和提纯时间对提纯后木索纯度与得率的影响。利用紫外可见光谱法测得精制木素在215 nm处吸光度值与浓度之间存在线性关系,对应关系式为y=0.0195x-0.0028。结果表明,粗木素的最佳提纯条件为:提纯温度30℃,四氯化碳用量20 mL(基于1 g粗木素),提纯时间10 min,提纯木素的相对纯度为96.55%,得率为84.37%。通过乙醇木素提纯前后红外光谱的对比分析发现,在提纯过程中,粗木素结构基本没变,糖类被有效去除。     

构皮过氧化氢草酸盐法制浆初探

本论文研究了蒸煮最高温度、蒸煮液的酸碱度、保温时间、草酸钠及过氧化氢用量对构皮过氧化氢草酸盐法制浆的影响。研究表明：蒸煮液的酸碱度对木素脱除影响较显著，中性偏弱酸性条件有利于木素的去除，较佳的构成过氧化氢草酸盐法蒸煮工艺条件为：草酸钠用量20％，碳酸钠0.5%，过氧化氢10％，最高温度90℃，保温时间1h，液比1∶10,pH值4.82-8.71。蒸煮结果为：粗浆得率71.22%，卡伯值36.12。     

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。     

芦苇乙醇法分离木素制浆研究(Ⅲ)

在前面[1]、[2]研究的基础上,仍采用L15(43)正交试验方法,研究了蒸煮时间由1.0h延长到2.0h后乙醇、催化剂和液固比等因素对木素、纤维素分离的影响.试验结果表明:延长蒸煮时间后,各试验因素仍在各因素中值处交汇,以后随着试验因素水平的增高,影响木素、α-纤维素分离的主要因素是乙醇;乙醇和液固比相互作用对木素分离具有显著的交互作用;在70%乙醇、3%催化剂和4:1液固比条件下,可以得到较好的木素、纤维素分离效果;与前文研究相比,结构没有发生变化,所得木素重均分子量和分散指数分别增加为3420.8和2.1 6.     

烟草茎秆在制浆造纸工业中的应用

通过对烟草茎秆的纤维尺寸、化学组成以及其烧碱法和烧碱-蒽醌法制浆的研究,分析烟草茎秆制浆造纸的可行性。结果表明,烟草茎秆的纤维形态特征与非木材纤维原料和阔叶木相似。烟草茎秆纤维的长度、直径以及细胞壁厚度的平均值分别为1.23 mm、24.31μm、8.93μm。烟草茎秆的综纤维素和α-纤维素含量较阔叶木和普通非木材纤维原料的低。此外,烟草茎秆的木素含量也较阔叶木的低。烟草茎秆中的综纤维素、α-纤维素、木素、灰分分别占总质量的67.79%、39.20%、18.90%、6.86%。制备漂白烟草茎秆浆的最佳蒸煮条件为：NaOH用量25%,蒸煮最高温度165℃,保温时间180 min和蒽醌用量0.2%。添加蒽醌可获得较低的粗渣率和纸浆卡伯值、较高的细浆得率和白度。烟草茎秆浆的漂白性能不是很好,采用DED和DEDD方式漂白,其白度仅能达到73.1%和78.2%。     

1,4-丁二醇蒸煮法分离玉米秸秆中的木素

以1,4-丁二醇为试剂,采用高温蒸煮技术分离玉米秸秆中的木素。结果表明,较优的分离条件为:1,4-丁二醇质量分数90%,反应温度160℃,液比1∶10,保温时间1.5 h,硫酸用量0.15m L/g绝干原料。此条件下木素提取率为89.2%,相对于绝干原料的得率为18.2%。红外光谱分析显示,蒸煮过程中木素官能团没有明显变化,可以保证提取的木素进一步功能化应用。     

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.     

芦苇乙醇法分离木素制浆研究(Ⅳ)

在前面研究的基础上,仍采用L15(43)正交试验方法,研究了蒸煮时间由1.0h延长到2.5h后乙醇、催化剂和液固比等因素对木素、纤维分离的影响.试验结果表明:延长蒸煮时间后,各试验因素仍在各因素中值处交汇,以后随着试验因素水平的增高,影响木素、α-纤维素分离的主要因素是乙醇和催化剂;乙醇和催化剂相互作用对木素分离具有显著的交互作用;在60%乙醇、7%催化剂和6:1液固比条件下,可以得到较好的木素、纤维分离效果;与前文研究相比,结构没有发生变化,所得木素重均分子量和分散指数分别增加为3405.4和2.19.     

乙醇木素纯化及其结构表征

采用弱酸法及液液提纯法提纯杨木乙醇制浆黑液中分离的木素,通过离子色谱仪、红外光谱仪、碳核磁共振光谱仪及热重分析仪,分析纯化效果并对纯化后木素的结构及其热稳定性进行分析。结果表明,粗木素总含糖量为0.99%,木素纯度为98.67%;液液法纯化对糖类杂质的去除效果较好,纯化后总糖含量降低到0.36%,木素纯度提高至99.64%。液液法纯化后木素的热稳定性有一定的提高,最大失重峰由320℃提高至350℃。纯化前后乙醇木素结构有一定变化,木素缩合程度有一定的增加。纯化后乙醇木素富含游离羟基、甲氧基等功能基,更加有利于其利用。纯化后乙醇木素纯度较高有利于结构分析。     

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。     

皇竹草KP-AQ法蒸煮性能及反应机理的研究

利用正交实验法提出皇竹草KP-AQ适宜蒸煮条件，并在该条件下研究了其蒸煮反应历程，对蒸煮纤维分离点作了探索。研究结果表明，皇竹草KP-AQ较佳蒸煮工艺条件为：用碱量17％(Na2O计)，硫化度15％，液比1：4，AQ用量0．08％，最高温度160℃，保温30min，细浆得率51．26％，卡伯值10．7；KP-AQ蒸煮脱木素具有阶段性，大量脱木素阶段为升温至105℃，脱除木素约68．03％(对原料中总木素)，补充脱木素阶段为105℃至160℃，保温约10min，脱除木素27．35％，残余脱木素阶段为在160℃下保温10—70min，脱除木素为1．48％；蒸煮纤维分离点在总蒸煮时间120min、蒸煮温度约160℃左右，粗浆得率53．2％，细浆卡伯值15.8，浆中总木素2．80％，总木素脱除率93．5％；碳水化合物、灰分和碱耗等变化具有禾草类相似的规律。     

蔗渣亚硫酸盐化机浆及废液木素的分离与特点

用甲酚－浓硫酸法分离了蔗渣中性亚硫酸铵化机浆和碱性亚硫酸钠化机浆浆料、预处理废液以及蔗渣原料中的木素，与二氧六环分离木素进行了对比。实验结果表明，甲酚－浓硫酸法不但能有效地分离蔗渣原料及浆料中的木素，而且用于分离亚硫酸盐制浆废液中的木素也是同样可行的。研究结果说明，亚硫酸盐化学预处理后，浆料与废液中的木素性质都发生了一定程度的改变，表现在木素提取率下降，分子量变化，红外光谱中的有关相对吸收强度改变。     

荻苇自催化乙醇制浆木素变化研究

本文通过比较荻苇磨木木素(MWL)、荻苇自催化乙醇制浆黑液中分离的木素(IL)的IR、1H-NMR,探讨荻苇自催化乙醇制浆过程中木素的变化.研究表明,制浆过程中,荻苇木素紫丁香基、对羟苯基结构单元被大量脱出,特别是香豆酸-木素酯结构更容易被大量脱出,木素α-O-4醚键在蒸煮过程中易断裂,反应过程中脱出的木素结构单元侧链上生成部分Cα-O-C2H5键.     

三倍体毛白杨KP和EMCC蒸煮及TCF漂白过程中木素分子质量的变化

以三倍体毛白杨为研究对象,进行了常规和深度脱木素蒸煮,并对纸浆进行OQP漂序的全无氯漂白.分别从原料、KP纸浆、EMCC纸浆、以及其氧脱木素后的半漂浆和全漂浆中分离出原料木素和纸浆残余木素.木素分离采用酶-弱酸解的两段法.采用酸析法从蒸煮黑液中分离出溶出木素样品,经过弱酸水解得到纯的木素试样.通过凝胶渗透色谱(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分子质量的变化,并且对KP和EMCC两种纸浆中残余木素的平均分子质量、黑液中溶出木素的平均分子质量进行了对比.     

可见光光谱技术在亚硫酸盐浆卡伯值在线测量中的应用

卡伯值是纸浆质量的重要指标,而红浆中的木素含量决定了纸浆的卡伯值。本研究是用可见分光光谱技术在线测量酸法制浆过程蒸煮液中木素的浓度,通过蒸煮液中溶出的木素含量去推算纸浆中木素含量和纸浆的卡伯值。本文确定了合适的可见分光光谱测量波段,并建立了纸浆卡伯值与蒸煮液吸光度之间的数学模型,为实现蒸煮过程卡伯值的在线测量提供了依据。     

乙醇在蒸煮中的作用

近年来溶剂制浆的研究，在国内外都日益被重视，而其中又以低沸点的乙醇由于易回收更加引人注目。不少研究者发现乙醇纸浆的机械性质虽次于硫酸盐浆，但可和亚硫酸氢盐纸浆媲美。用乙醇制浆是一种比硫酸盐法能更迅速地溶解木素而更多地保留碳水化合物的制浆方法。乙醇和NaOH都是很有效的蒸煮剂，当将它们同时使用时产生一种协同作用。将乙醇加入NaOH蒸煮液中，大大增加对木素的选择性。由表1的数据可以看出，在第1和第2栏中表明有NaOH存在时大大加强乙醇的脱木素能力，得率减少5％而木素含量却减少50％以上，而单独用乙醇得到的纸浆木素…     

麦草乙醇法分解液中木素的分离和结构表征

通过加水、加酸和调节温度的方式回收麦草乙醇法分解液中的粗乙醇木素,并对制得的粗乙醇木素与工业碱木素分别进行FI-IR1、HNMR表征来确定粗乙醇木素的物理化学结构特征,并且进行了成分分析。结果表明,稀释比例为1∶1,pH值为2.5,温度为30℃时,粗乙醇木素的沉淀量最大,木素纯度更高,其物理化学结构特征与工业碱木素有所不同,乙醇木素含有更多的羟基、羰基和甲氧基,有利于改性利用。