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Cu~(2+)/Co~(2+)催化漂白桉木浆工艺与机理研究

沈云霞  
【摘要】:近年来,随着国民经济的高速发展,市场对某些纸张白度有一定的要求,对造纸工业排放要求也越来越严格。推行清洁生产、减少含氯漂白剂的使用、采用无氯漂剂进行无污染漂白是漂白技术发展的必然趋势。为此,许多国家进行了全无氯漂白(TCF)的研究和应用,提高TCF漂白效率则是该领域的研究关键。 为了发展新型无(少)污染漂白技术,本试验试图用催化剂的方法来解决纸浆漂白过程中的污染问题,以Cu2+/Co2+为催化预处理,提高雷林102号桉木硫酸盐浆TCF漂白效率,研究漂白工艺和漂白过程木素与催化剂的相互作用,提供催化预处理提高漂白效率的原理。 本论文采用Cu2+/Co2+、过硫酸盐、醋酸、02形成催化预处理系统,研究了催化预处理系统及后续段漂白,得出终漂纸浆白度、粘度、物理强度,UV检测废水中木素降解物质,评价催化预处理的优缺点。催化预处理较适宜的条件为:(1)Cu2+用量0.01%,过硫酸铵的用量与Cu2+与摩尔比为2:1,HAc用量20%,常压通氧,浆浓5%,温度70℃。(2)Co2+用量0.01%,过硫酸铵的用量与Co2+与摩尔比为2:1,HAC用量20%,常压通氧,浆浓5%,温度70℃。(3)Cu2+/Co2+用量0.01%,Cu2+/Co2+之比为1:1,过硫酸铵的用量与Cu2+/Co2+与摩尔比为2:1,HAc用量20%,常压通氧,浆浓5%,温度70℃,时间2h。桉木硫酸盐氧脱浆经由Cat-Ep-P流程漂白后的白度和粘度分别:Cu2+催化预处理下白度为82.9%ISO,粘度为787 mL·g-1;Co2+催化预处理下白度为82.2%ISO,粘度为791mL·g-1;Cu2+/Co2+催化预处理下白度为81.9%ISO,粘度为762 mL·g-1,终漂浆白度分别比空白样增加了5.6%ISO、4.9%ISO、4.6%ISO,粘度非但没有降低反而有所提升。 利用红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(1H-NMR)、元素分析、气相色谱—质谱联用(GC-MS)等测试手段对Cu2-/Co2+催化预处理前后的雷林102号桉木硫酸盐氧脱浆残余木素结构的变化和降解产物的类型进行分析,从而探讨桉木浆木素在Cu2+/Co2+催化预处理及漂白过程中的降解机理。


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