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《东北林业大学》 2001年
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工业硫酸盐木素用作土壤改良剂的研究

王东香  
【摘要】: 由酸雨引发的土壤中铝的活化和营养成分的淋失,严重影响着世界众多地区森林和 农作物的正常生长、发育。而我国中小型造纸企业的制浆黑液排放问题,不仅严重污染 环境,而且危及企业本身的生存、发展。本研究从利用黑液、改良酸性土壤的角度,开 展了工业硫酸盐木素(KL)用作土壤改良剂的研究,讨论了磺化改性过程中各反应因子 对磺化效果的影响;分析了氧碱处理改性木素的化学结构特征;应用紫外光谱(UV)、 傅立叶转换红外光谱(FTIR)、气相色谱(GC)、电感等离子体耦合发射光谱(ICP)、凝 胶过滤色谱(GFC)、核磁共振谱(NMR)等现代波谱技术,探讨了改性木素与铝离子 (Al~(3+))的结合机理;通过种植实验综合评估了改性木素在缓解铝毒、改良土壤方面的 效果。 电导滴定实验得出,改性木素中的酸性基因可以分成三类,即强酸性基团(A)、 中等酸性基团(B)和弱酸性基因(C)。自由基磺化处理的反应机理,主要是在酚羟基 的邻位引入了磺酸基(A)。磺化木素S-1的FTIR谱图1217和1143cm~(-1)吸收强度增大 的信息(和KL相比),佐证了磺酸基的引入。 氧碱处理改性木素的化学分析结果见下表; ┌────┬────┬─────┬────────────────┬────┐ │改性本素│OCH_3(%)│总糖(%) │C_9单元式 │COOH(%) │ ├────┼────┼─────┼────────────────┼────┤ │O_4 │8.49 │0.07 │C_9H_(10.45)O_(3.7)(OCH_3)_(053)│10.82 │ └────┴────┴─────┴────────────────┴────┘ 氧碱处理改性木素的化学分析结果表明,改性木素的羧基含量明显增加,在氧碱 处理的过程中,由于芳环的开裂,形成了己二烯二酸结构,因此改性木素具有较高的反 应活性,易与Al~(3+)形成络合。硝基苯氧化和~1HNMR分析结果辅证了改性木素中仍保留 有KL中高分子的组分,使得制备的样品在酸性环境中,不仅易与Al~(3+)络合,而且还具 有较强的吸附和缓冲性能。 通过对Al~(3+)改性木素混合液在不同pH值下的凝胶色谱分析,我们得出Al/S-1随 着pH的不同而改变,Al/S-1代表的是每摩尔改性木素络合Al~(3+)的量。PH5.8时,Al/S-1 最大为0.358。即每摩尔改性木素络合Al~(3+)的最大量为0.358摩尔。木素-铝络合物的 形成进一步被电位滴定证实。 由氧-碱和自由基磺化处理的改性木素种植实验的结果表明:磺化木素和氧-碱处 理改性木素能明显减缓铝毒,改善植物根系的生长情况,不同的改性木素,减缓铝毒的 能力不同,对植物根系生长的影响也就不同,这与改性木素的结构组成或者说与改性木 素中官能团的种类、含量密切相关。苏木精染色实验从另一角度也证实了上述结论。 本研究为中、小型造纸企业制浆黑液的利用提供了科学依据,其改性木素作为土 壤改良剂在防止土壤酸化,保护生态环境方面具有现实意义。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S156.2

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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3 孙鹏;神奇的土壤改良剂——TC[N];经济消息报;2000年
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5 常驻记者 薄晓岭 通讯员 王光耀;土壤改良剂研发与推广项目获得第一名[N];兵团日报(汉);2010年
6 辛华;“靠山多霸”土壤改良剂畅销山东[N];农资导报;2008年
7 董恩氚;土壤改良剂在绿化工程中的应用[N];中国花卉报;2005年
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6 毕鑫;白腐菌木素过氧化物酶的研究[D];天津科技大学;2003年
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