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《天津科技大学》 2002年
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过渡金属离子对过氧化氢漂白的影响

赵雨萌  
【摘要】: 过氧化氢漂白广泛地应用于高得率浆漂白中。遗憾的是,在漂白过程中过渡金属离子会对过氧化氢产生催化分解作用,使过氧化氢发生无效分解,从而降低漂白效率。 过渡金属离子中,锰离子是最具有危害性的。它催化分解过氧化氢的能力最强。锰有7个价电子(3s~2d~5)并以5种氧化态存在,+2,+3,+4,+6,+7。实验证明,不同的价态的锰离子对过氧化氢的催化分解作用也是不同的。在酸性条件下,Mn(Ⅱ)很稳定,而在碱性条件下,Mn(Ⅱ)是极其不稳定的,它很容易被氧化成Mn(Ⅲ)。在Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ),Mn(Ⅳ)三个价态中,Mn(Ⅱ)为最稳定的价态,它对过氧化氢几乎没有催化分解作用;Mn(Ⅲ)具有强烈的催化分解过氧化氢的能力;Mn(Ⅳ)对过氧化氢也具有较强的催化分解作用,但与Mn(Ⅲ)相比,能力要稍弱一些。加入硅酸钠和硫酸镁可以稳定过氧化氢,使其不受过渡金属离子的影响,发生无效分解。硅酸钠的最佳用量在0.5%左右(对溶液)。将螯合剂与漂剂和稳定剂一同加入到浆中,可以及时地螯合过程中间产生的Mn(Ⅲ),减少浆中游离的Mn(Ⅲ),从而减少过氧化氢的无效分解。DTPA与EDTA都能有效地螯合漂白过程中间产生的Mn(Ⅲ),从而有效地减少了过氧化氢的无效分解,提高了漂浆的白度。对于锰离子的螯合作用,EDTA要好于DTPA。加入硫代硫酸钠,可以及时地将Mn(Ⅲ)还原为Mn(Ⅱ),从而减少过氧化氢的无效分解。 过渡金属铁离子对过氧化氢也具有催化分解作用,同时它对浆的白度的影响也很大。溶液中铁离子通常以Fe(Ⅱ),Fe(Ⅲ)两种形式存在。Fe(Ⅱ)不稳定,无论在碱性还是酸性条件下,它都很容易被氧化成Fe(Ⅲ),但相对来说,在酸性条件下较稳定。Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)对过氧化氢都具有一定的催化分解作用,两者之间只有很微弱的差异,Fe(Ⅲ)的催化分解过氧化氢的能力要稍强一些。硅酸钠和硫酸镁对Fe(Ⅱ)的稳定作用要明显好于对Fe(Ⅲ)的稳定作用。在漂白过程中间加入螯合剂也能有效地减少铁离子对过氧化氢的催化分解作用。对于铁离子来说,DTPA的螯合作用要好于EDTA的螯合作用。随着螯合剂的加入量的增加,白度也逐渐提高。pH对螯合剂的螯合作用影响很大,在pH值11-12,DTPA对铁离子和锰离子的螯合作用会达到最佳的效果。在酸性条件下,连二亚硫酸钠的还原作用很好,它能有效地将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),从而减少了Fe(Ⅲ)对浆的白度的影响。随着连二亚硫酸钠的量的增加,浆的白度也随之增加。在酸性条件下,纤维素本身也具有还原作用。随着溶液酸性的增强,纤维素的还原作用也越来越强,对浆的白度的改善也越来越明显。在漂白过程中加入硫代硫酸钠能有效地将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),从而 摘要 减少漂白过程中Fe(Ill)对浆的各种破坏作用。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TS71

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