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《山东轻工业学院》 2010年
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氢氧化镁铝对制浆造纸中树脂的控制

李国栋  
【摘要】: 氢氧化镁铝是一种典型的层状双金属复合氢氧化合物(Layered Double Hydroxides,简称LDH)。本论文利用共沉淀法,通过改变镁铝摩尔比例及层间阴离子制备了一系列晶相单一、结晶度高的纳米级氢氧化镁铝,后经高温煅烧得到衍生复合氧化物,用来研究其对纸浆中树脂物质和溶解性与胶体物质(DCS)的去除效果。采用激光粒度仪对产物进行粒径分析,并借助XRD和FRTEM等分析手段对样品的物相成分、结晶状况和微观形貌等进行了表征。 实验结果表明,氢氧化镁铝胶体带有较高的正电荷,且在中性范围内胶体的带电量较高。合成的样品大部分都具有规整的六边形片状形貌,颗粒大小分布均匀、规整,粒径分布较窄,整个样品粒径分布大部分都在0.1μm~1μm之间。经焙烧处理后,氢氧化镁铝原有的层状结构消失,成为镁铝氧化物的固溶体;结构尺寸减小,比表面积增大,颗粒均匀性更优,电荷密度大幅提高。 利用不同镁铝摩尔比例和层间阴离子的氢氧化镁铝及其焙烧产物对纸浆中树脂和胶黏物的模型物进行吸附性实验的结果表明:层间阴离子为硝酸根、镁铝摩尔比为3:1的氢氧化镁铝对树脂和胶黏物的吸附性最好,焙烧温度为550℃时,吸附量达到最大值,随着焙烧温度的提高,吸附效果反而下降。氢氧化镁铝对树脂和胶黏物在中性条件下吸附量较大。通过热回收实验证明,焙烧氢氧化镁铝是一种可重复使用的性能良好的吸附材料。X-射线衍射图谱和高分辨率透射电镜观察证实氢氧化镁铝焙烧产物在吸附树脂后发生了层状结构恢复,即通过“记忆效应”吸附树脂,这是焙烧产物比其氢氧化物对树脂和胶黏物具有更大吸附量的主要原因。氢氧化镁铝的焙烧产物对树脂和胶黏物的吸附等温线更符合Freundlich等温吸附方程,吸附过程主要是表面吸附作用。由D-R吸附模型可知氢氧化镁铝焙烧产物对树脂和胶黏物的吸附过程均主要是化学吸附。准二级动力学方程吸附行为能更好地描述整个吸附过程。采用电荷滴定技术确立了氢氧化镁铝及其焙烧产物对高得率纸浆中DCS模型物(聚半乳糖醛酸和木素磺酸盐)的吸附过程的等温吸附模型,证明焙烧氢氧化镁铝对模型物具有更高的吸附性能,吸附效率较高。 用氢氧化镁铝及其焙烧产物处理CTMP纸浆的DCS水样,可大幅度降低水样的浊度、阳电荷需要量和电导率,尤其是焙烧氢氧化镁铝,当其相对纸浆的加入量为0.4%时,DCS样品的浊度和阳电荷需要量均降低至接近零。在纸浆的存在的情况下,焙烧氢氧化镁铝依然对DCS有较高的去除作用。利用焙烧氢氧化镁铝来控制制浆造纸中的树脂障碍具有较好的应用前景。
【学位授予单位】:山东轻工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TS75

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