基于热重红外的硫酸盐法黑液热解特性分析

为了深入地探讨黑液热解的反应机理以及黑液热解过程中产物的释放规律,采用热重-红外联用(TG-FT-IR)技术对竹子和桉木混合硫酸盐法制浆黑液固形物(BLS)的热裂解过程进行了研究。TG-FT-IR结果显示,BLS热解产物的释放主要集中在500~2 000 s,热解产物主要是CO2、CH4、H2O、CO、醇酚类化合物和醛酮类化合物。BLS的整个热解过程可分为3个阶段,第1阶段的失重主要是原料中结合水的挥发引起的,此阶段的最大失重速率出现在105℃;第2失重阶段主要发生在173~518℃,失重率约为25.19%,主要产物是CO2、CH4、H2O、醇酚类化合物、醛酮类化合物以及少量的CO,此阶段CO2的生成量最大;第3阶段主要发生在722~1 000℃,失重率接近39.05%,产物主要是CO,其它小分子产物的产率都很低。     

硫酸盐草浆黑液制粉状活性炭的研究

本文探讨硫酸盐草浆纸厂黑液的治理和利用,提出用酸化法从黑液中沉析木素制取粉状活性炭。大约生产10t草浆可制取1t优质粉状活性炭。同时还含有占总碱量24%的Na_2S可回收。排出的废液即使不再经过处理,其污染程度也已大大降低。     

磷酸活化草浆黑液木质素制备活性炭的研究

用磷酸活化草浆造纸黑液木质素制备活性炭.探讨了磷酸在木质素活化过程中的作用,研究了磷料比、活化温度、活化时间对所制活性炭的比表面积和对正丁烷吸附量的影响.结果表明,草浆造纸黑液木质素是一种优良的制备活性炭的原料,磷酸不仅是脱水剂,而且还是活化过程的保护剂.活性炭制备条件为:磷料比值2.5,活化温度450℃,活化时间60...     

改性木材硫酸盐木质素制备染料分散剂的研究

以松木硫酸盐木质素为原料合成染料分散剂。硫酸盐木质素经亚硫酸盐磺化或亚硫酸盐一甲醛磺甲基化后，再用环氧氯丙烷将部分酚羟基封闭，同时使木质素分子间交联，得到改性木质素染料分散剂。研究了磺化时间、磺化剂用量等因素对木质素磺化度、木质素染料分散剂热稳定性及分散性的影响。确定了适宜的反应条件，以每克木质素为基准，磺化反应：Na2SO3用量1．3mmol，反应时间3h，反应温度160℃；磺甲基化反应：Na2SO3用量1．3mmol，甲醛／亚硫酸钠摩尔比为O．8：1，反应时间3h，反应温度140℃。     

毛竹预处理黑液木质素和酶解木质素的结构与热学性质

【目的】研究毛竹低用碱量硫酸盐法处理的黑液木质素和残留在浆料中木质素结构特征和热学性质,为竹材工业木质素利用提供理论参考。【方法】采用12%有效碱的硫酸盐法处理毛竹竹屑,通过酸化和酶解得到硫酸盐木质素(KL)和酶解木质素(EHL)。利用有机溶剂对2种木质素进行纯化后,采用凝胶渗透色谱分析仪(GPC)测定木质素分子质量大小,运用核磁共振定量碳谱(~(13)C谱)、二维碳氢相关谱(2D-HSQC)和定量磷谱(~(31)P谱)对木质素结构的键型连接、内部连接键含量和官能团含量进行定量分析,应用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)分别对木质素的热稳定性和玻璃化转变温度进行分析比较。【结果】GPC测定结果表明,KL的重均分子质量为5 414 g·mol~(-1),低于EHL的重均分子质量(7 673 g·mol~(-1))。利用定量~(31)P谱,结合定量~(13)C谱和2DHSQC谱分析可知,EHL中的脂肪族羟基含量(4.87/100 C_9)高于KL中的脂肪族羟基含量(3.13/100 C_9),而总酚羟基含量(1.58/100 C_9)低于KL中的总酚羟基含量(3.09/100 C_9);EHL内部木质素单元连接键含量高于KL内部木质素单元连接键含量,EHL的β—O—4芳基醚键、β—β、β—5和β—1含量分别为30.85/100C_9、7.43/100C_9、2.40/100C_9和0.19/100C_9,而KL这些连接键含量仅为11.75/100C_9、2.35/100C_9、0.71/100C_9和0.09/100C_9。热学性质分析表明,在加热条件下KL和EHL的木质素玻璃化转变温度分别为135℃和162℃,最大失重率温度分别为339℃和361℃。【结论】竹屑经低用碱量硫酸盐法预处理后,溶解在黑液中的木质素分子质量大小、内部连接键含量均低于残留在浆料中木质素的含量;而黑液木质素具有更多的酚羟基和羧基,脂肪族羟基含量较少。黑液木质素可能比残留在浆料中的木质素更有优势用来制备热塑性材料,因为其具有更低热稳定性和低玻璃化转变温度的特性。     

蔗渣硫酸盐木质素的分级分离与表征

从蔗渣制浆黑液中提取纯化硫酸盐木质素(KL),将KL溶解在甲醇/丙酮混合溶液后,通过有机溶剂(乙酸乙酯、乙酸乙酯/石油醚和石油醚)沉降分级分离木质素得到F1、F2、F3和F4这4个组分,再利用红外光谱、元素分析、凝胶渗透色谱、热重和核磁共振波谱等手段对原料以及F1、F2和F3组分进行表征。实验结果表明:F1、F2、F3和F4分别占硫酸盐木质素质量的59.6%、28.4%、10.8%和1.2%;与原料相比,F1相对分子质量(M_r)较高、均一性较好,F2~F4的M_r及分散系数均小于原料;从F1、F2到F3,甲氧基含量、羟基(醇羟基与酚羟基)含量以及结构单元间连接键比例均随木质素M_r的变化而变化,β-O-4'结构比例随M_r降低而减小,β-5'结构比例随M_r降低而增加。     

竹子深度脱木质素蒸煮与常规硫酸盐法蒸煮的比较

为了提高竹浆性能和减少环境污染,对福建丛生小径竹进行了实验室模拟延伸改良连续蒸煮(EMCC)和常规硫酸盐法蒸煮(CKC)的研究。结果表明,EMCC蒸煮通过分段加入蒸煮药液和在逆流段进行药液置换,比CKC具有更高的脱木质素选择性。在蒸煮相同卡伯值的竹浆时,EMCC浆比常规硫酸盐浆(CK浆)具有更高细浆得率、较低粗渣率、更高粘度和更好强度性能。在相同的打浆度下,EMCC浆抗张指数、耐破指数和撕裂指数都比常规硫酸盐浆高。     

银杏硫酸盐木质素组分分离及其抗肿瘤构效研究

为了从硫酸盐木质素中提取具有抗肿瘤活性的成分,以不同极性的溶剂对银杏硫酸盐木质素(KL)进行分级,利用MTT法研究各分级组分的抗肿瘤活性;根据抗肿瘤活性结果,利用中压制备液相色谱对抑制效果最明显组分进行纯化,采用质谱、¹³C NMR等方法确定其结构,并分析构效关系。FT-IR分析结果表明：KL具有与银杏磨木木质素(MWL)相似的结构;分级组分的总酚含量(TPC)随着其相对分子质量增加而降低。抗肿瘤实验结果表明：乙醚可溶组分(LC2)对人源肺癌A549细胞的抑制作用最强,IC₅₀值为(366.09±6.39) mg/L。LC2纯化结果发现,分离出的化合物L7的抗肿瘤活性最好,对肺癌A549细胞的IC₅₀值为(89.44±2.13) mg/L。质谱、¹³C NMR测试结果表明：化合物L7是酚羟基上连接着2-丙醛取代基的β-5结构的松柏醛二聚体。木质素小分子物质的苯丙烷单元侧链上醛基的增加会提高抗癌活性,但是醚键的增加会降低抗癌活性。     

蓝花楹木质素-碳水化合物复合体在硫酸盐法蒸煮过程中的变化

以蓝花楹为原料提取木质素-碳水化合物复合体(LCC),并对LCC的结构进行分析,同时模拟硫酸盐法蒸煮过程,采用蒸煮的方法对LCC进行处理,并对处理后的产物进行红外光谱和核磁共振分析,研究蓝花楹LCC的结构变化,探讨其在硫酸盐法蒸煮过程中LCC的形成和降解情况。研究发现:蓝花楹LCC中的碳水化合物在蒸煮过程中非常不稳定,大部分发生降解,而蒸煮产物中含有对碱稳定的LCC结构,也含有新形成的LCC结构,这种新形成的LCC是5-5缩合型木质素结构与木聚糖形成的以化学键连接的LCC结构,且其对碱也非常稳定。     

硫酸盐竹浆氧脱木质素和全无氯漂白的研究

通过比较不同条件下氧脱木质素后浆料的卡伯值、黏度、得率、白度和脱木质素选择性等指标,研究了硫酸盐竹浆卡伯值25.6氧脱木质素工艺参数,发现用碱量和温度是决定氧脱木质素效果的主要因素.最佳工艺条件为:用碱量3.5%,温度85℃,氧气压力0.6MPa,保温时间80min.两段氧脱木质素(中间不洗涤)可以提高木质素脱除率和选择性.研究还发现,在氧碱脱木质素过程中加入醌类混合物助剂(表示为Oq),可使浆料的黏度和氧脱木质素的选择性大大提高.采用OQ(PO)、(O1O2)Q(PO)、OQ(PO)1(PO)2和OqQ(PO) 4种短漂序都可使竹浆白度达到80%(ISO) 以上,且具有很好的白度稳定性.OQ(PO)、(O1O2)Q(PO)和OQ(PO)1(PO)2 3种漂序漂后浆纸页强度性能相近,OqQ(PO)漂后浆的抗张指数、撕裂指数和耐破指数明显高于其它3种漂序.     

制浆黑液固形物与工业木质素热解液化产物分析

采用管式炉研究了纯化后的工业碱木质素和制浆黑液固形物在不同温度下的热解产物分布规律.借助热解-色谱-质谱(Py-GC-MS)联用、元素分析仪、ICP等离子发射光谱等分析了热解液相产物(热解油)和固体残余物的主要组成.研究表明,在600℃下热解,纯化后的工业碱木质素和黑液固形物热解油产率最高,且工业木质素热解油产率明显高于黑液固形物.热解油的产物非常复杂,纯化后的工业碱木质素和黑液固形物的热解油化学组成有较大的差异.纯化后的工业碱木质素热解油主要由各种低相对分子质量(Mr)的酚类、酮类、有机酸等物质组成,这些物质的相对含量明显高于黑液固形物热解产物中的含量,其中不含有黑液固形物的热解产物中相对含量较高的左旋葡萄糖,却出现了可能因热解缩合而形成的联苯结构.说明在黑液固形物热解液化前,对试样进行适当前处理,可在很大程度上调控其热解产物的组成.     

纤维尺寸对漂白硫酸盐木浆悬浮液屈服应力的影响

以漂白硫酸盐针叶木和阔叶木两种浆板为原料,在相同质量分数和集聚因子的条件下,考察了单一浆料的纤维尺寸对其纤维悬浮液屈服应力的影响,并进一步将两种浆料按不同质量比例混合,分析了纤维尺寸对混合浆料纤维悬浮液屈服应力的影响。结果表明:在相同质量分数范围内,纤维尺寸较大的针叶木浆料其屈服应力较大,并且随着纤维尺寸的增加,屈服应力与质量分数的幂率关系中乘数项系数增加而指数项系数减小;屈服应力不能由单一集聚因子的函数来表示,而同时与形状系数的指数函数成反比,即τ≈0.003·N~(2.2)/β~(0.6)。因此在相同集聚因子范围内,形状参数较小的阔叶木浆料具有更高的屈服应力;由于两种浆料混合后形状系数的常数次乘方值随着质量分数的增加基本呈线性关系,即β_(AB)~(1.6)≈β_B~(1.6)+(β_A~(1.6)-β_B~(1.6))/100·x,所以混合浆料的屈服应力也呈现出如τ_(y(AB))≈τ_(y(B))+(τ_(y(A))-τ_(y(B)))/100·x的近似线性变化。     

木质素CP-GC-MS法裂解行为研究

采用居里点热裂解-气相色谱-质谱(CP-GC-MS)联用分析技术,以碱木质素为原料,研究了裂解温度对木质素快速裂解产物组成及其含量的影响。结果表明,木质素居裂解主要生成酚类化合物,GC含量可达60%。低温主要生成愈创木酚结构单元为主体的酚类化合物;在300~360℃之间,酚类化合物GC含量随裂解温度升高而提高,愈创木酚基本单元类化合物占主体,占酚类化合物的90%左右;裂解温度进一步提高,酚类化合物GC含量稳定在60%左右,而愈创木酚基本结构单元类化合物GC含量随温度升高而降低,主要由于愈创木酚基本结构单元断裂成其他酚类和小分子化合物。     

过氧化氢在硫酸盐阔叶木浆E－H中的应用

过氧化氢在硫酸盐阔叶木浆Ｅ－Ｈ中的应用牡丹江木材综合加工厂王胜国过氧化氢最早用于机械浆漂白，以后逐渐发展到用于漂白硫酸盐浆、亚硫酸盐浆和冷碱浆。到目前为止，应用过氧化氢漂白的各种纸浆在国外已较普遍。在国内应用过氧化氢漂白起步较晚，最初也是用于机械浆漂...     

基于CONE法的热处理杨木燃烧特性研究

利用锥形量热仪CONE对不同热处理工艺下的杨木燃烧行为进行研究。结果表明:热处理后杨木中亲水的羟基、羰基数量明显减少,大量半纤维素降解。木材试样从外部热源引燃到燃烧结束,出现两个主要放热峰。热处理后杨木引燃和燃烧过程的发烟量较大,且热处理杨木引燃时间更短。热处理材的热释放峰值pk-HRR、平均热释放速率av-HRR和总热释放量THR均低于未处理材,表明其燃烧强度低于未处理材。热处理杨木燃烧过程的总烟释放量TSP较未处理材有所增加,同时其引燃时间也有所缩短。因此,对用于家具和室内装饰的热处理木材,建议进行恰当的阻燃处理。     

纤维素废料与造纸黑液木质素制人造木材之探讨

介绍了现有人造木材的种类，阐述了用竹刨花、竹（木）屑等竹（木）加工剩余物或农作物秸秆与造纸黑液中提取的木质素开发人造木材的重大意义，简要介绍了该人造木材的制造原理和方法以及产品的用途，并分析了人造木材的市场前景及其产业化的可行性。     

磨木木质素在硫酸盐法蒸煮过程中的降解及与木糖的缩合

在木糖存在的条件下,采用硫酸盐法蒸煮对蓝花楹磨木木质素(MWL)进行处理,然后对处理后的产物进行红外光谱和13 CNMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮过程中木质素-碳水化合物复合体(LCC)的形成情况.研究发现:蓝花楹MWL结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂,而在这些连接键发生断裂的同时,形成的木质素中间体与木糖通过化学键的结合,形成新的LCC结构.这种新形成的LCC结构主要是由β-O-4型木质素结构和5-5′缩合型木质素结构与木糖形成的以苯甲醚键连接的LCC,这种新形成的LCC结构对碱非常稳定.     

纤维素废料与造纸黑液木质素制人造木材之探讨

介绍了现有人造木材的种类,阐述了用竹刨花、竹(木)屑等竹(木)加工剩余物或农作物秸秆与造纸黑液中提取的木质素开发人造木材的重大意义,简要介绍了该人造木材的制造原理和方法以及产品的用途,并分析了人造木材的市场前景及其产业化的可行性.     

麦草亚铵法黑液的超滤研究

研究了超滤技术处理麦草蒽醌-亚硫酸铵(麦草亚铵)法黑液的规律,探讨了超滤膜的选择、温度、压力等操作参数对超滤过程的影响.研究表明:截留分子质量为10ku的聚醚砜(PES)超滤膜较适合于分离此黑液,并具有较好的抗污染性;在操作压力0.20MPa、温度25℃下进行超滤,随着体积减少量( V R)的增加,灰分的透过率增加,截留液被浓缩.对超滤处理前后的黑液进行物化性能的对比研究表明:超滤后截留液中的木质素高相对分子质量( M r)部分比例增加;截留液中的磺酸基、羧基和酚羟基的含量均比黑液中的高;组成与结构上的变化对物化性能的影响表现在:净浆流动度提高了45.7%,即通过超滤能增强黑液的应用性能.     

桉木AS-AQ蒸煮及木质素特性研究

实验结果表明，桉木AS-AQ蒸煮到145℃以前．木质素磺化反应占主导地位．温度升高木质素大量溶出；蒸煮后期，残余木质素和溶出木质素发生缩合反应．从而导致纸浆的KMnO4值上升．白度下降。通过实验，论证了纸浆中残余木质素含量高的原因。