基于生物质精炼的氧弱碱盐清洁分离工艺及乙酸法原浆造纸特性研究
发布时间：2021-05-26 18:06
制浆造纸产业与生物质精炼产业的良性结合,是制浆造纸产业升级和可持续发展的有效途径之一,同时也是生物质精炼产业做大做强的重要支撑和产业依托。基于上述背景,本论文开展了两方面的研究工作:一是针对毛竹的致密结构提出了蒸汽爆破预处理联合氧弱碱盐蒸煮的协同处理方法,旨在对毛竹组分进行清洁高效分离,以达到制备乙酰丙酸的初步要求,为探索植物纤维原料新的清洁分离工艺提供科学依据。其二是通过现有检测手段对竹片等五种乙酸法生物质炼制过程产品（原浆）进行纤维特性分析,并评价其用于造纸的可行性,为造纸原料的替代提供了新的途径和科学依据;研究还指出了制约乙酸法原浆成纸强度的成因,为乙酸法生物质炼制企业进一步优化工艺明确了思路。在第一部分研究工作中,本文采用蒸汽爆破工艺对毛竹加工碎屑进行了预处理,结果显示在蒸汽爆破处理条件为2.5 MPa、10 min时,半纤维素溶出率为60.94%;纤维束被撕裂,纤维表面出现蜂窝状结构;纤维比表面积由0.81 m2/g增加至1.95 m2/g。在蒸汽爆破联合氧弱碱盐蒸煮的协同处理过程中,得到的最佳组合条件为:蒸汽爆破预处理条件为2.5...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 生物质的定义
1.1.2 木质纤维素生物质
1.1.3 生物质精炼的概念
1.2 木质纤维素生物质分离的目的及意义
1.3 木质纤维素生物质预处理分离方法
1.3.1 物理法
1.3.2 化学法
1.3.3 物理-化学法
1.3.4 生物法
1.4 弱碱盐法预处理
1.5 生物质精炼产业与制浆造纸产业的结合发展
1.5.1 我国生物质精炼产业仍处于初级发展阶段
1.5.2 我国制浆造纸产业的废纸原料短缺问题
1.5.3 生物质精炼产业与制浆造纸产业的结合是双赢发展的有效途径
1.6 生物质精炼过程产品—“原浆”与造纸用浆的兼容性
1.7 研究目的、意义和内容
1.7.1 研究目的和意义
1.7.2 本论文的构架和主要研究内容
第二章 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对毛竹组分的清洁分离
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及药品
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验方法
2.3 测试方法与性能表征
2.3.1 化学组分含量的测定
2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.3.3 X射线衍射分析(XRD)
2.3.4 红外光谱分析(FTIR)
2.3.5 比表面积分析
2.3.6 废液中BOD5和COD含量的测定
2.4 结果与讨论
2.4.1 毛竹原料的化学组分分析
2.4.2 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对毛竹化学组分的影响
2.4.3 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对毛竹理化特性的影响
2.4.4 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对纤维形貌及比表面积的影响
2.4.5 富纤维素组分作为制备乙酰丙酸原料的潜在价值评估
2.4.6 氧弱碱盐蒸煮废液的污染负荷分析
2.5 本章小结
第三章 乙酸法生物质炼制原浆的特性研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验药品
3.2.3 实验仪器
3.2.4 实验方法
3.3 测试方法与性能表征
3.3.1 化学组分含量的测定
3.3.2 X光电子能谱分析(XPS)
3.3.3 原子力显微镜分析(AFM)
3.3.4 扫描电子显微镜分析(SEM)
3.3.5 纤维形态分析
3.3.6 浆料打浆度的测定
3.4 结果与讨论
3.4.1 原浆化学组分分析
3.4.2 XPS对原浆纤维表面化学特性分析
3.4.3 原子力显微镜(AFM)对纤维表面分析
3.4.4 纤维形貌分析
3.4.5 纤维形态分析
3.4.6 纤维强度性能分析
3.4.7 打浆性能分析
3.4.8 打浆度对原浆纤维形态的影响
3.5 本章小结
第四章 乙酸法生物质炼制原浆的成纸特性分析
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 实验方法
4.3 测试方法与性能表征
4.3.1 纤维形态分析
4.3.2 Zata电位的测定
4.3.3 纸页物理强度的测定
4.4 结果与讨论
4.4.1 五种原浆的成纸性能分析
4.4.2 蔗渣原浆的成纸强度性能优化
4.4.3 半纤维素含量对成纸强度性能的影响
4.5 本章小结
结论与展望
结论
创新点
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国造纸工业2019年度报告[J]. 纸和造纸. 2020(03)
[2]几种非木材原料有机酸法分离纤维的造纸特性研究[J]. 鲁红霞,赵丽红,何北海,刘运思,张睿哲. 造纸科学与技术. 2020(02)
[3]有机酸法生物质炼制原浆的造纸性能研究[J]. 鲁红霞,赵丽红,何北海. 造纸科学与技术. 2020(02)
[4]结构调整与高质量发展——新时期中国造纸工业的主要任务设想[J]. 钱毅. 中华纸业. 2019(15)
[5]中国固体废物进出口格局演化分析——以废纸为例[J]. 扎西德吉,曾现来,赵娜娜,李金惠. 中国环境管理. 2019(02)
[6]膨化预处理对玉米秸秆纤维形态结构及制浆性能的影响[J]. 牛司鹏,杨桂花,陈嘉川,王强,吉兴香. 中国造纸. 2018(09)
[7]木质纤维素生物质精炼的研究进展[J]. 秦影,傅英娟,秦梦华. 大连工业大学学报. 2018(03)
[8]生物质精炼在制浆造纸应用中的研究进展[J]. 杜博宇. 农家参谋. 2018(07)
[9]环保部发布《进口废纸环境保护管理规定》[J]. 造纸信息. 2018(01)
[10]闽北毛竹林土壤有机碳含量特征及其影响因素[J]. 钟兆全. 福建林业科技. 2017(02)
博士论文
[1]预处理对竹子组织结构和纤维的影响及高得率纳米纤维素制备的研究[D]. 彭洋洋.华南理工大学 2019
[2]碳水化合物催化转化制备羟甲基糠醛及乙酰丙酸的研究[D]. 尉慰奇.华南理工大学 2018
[3]稀酸碱预处理过程中植物细胞壁解构研究[D]. 吉喆.北京林业大学 2016
[4]半纤维素在纸浆上的吸附及其对纸张性能和印刷适性的影响[D]. 胡桂春.华南理工大学 2015
[5]针叶木浆和蔗渣浆的纤维形变及其纸张的应力—应变特性[D]. 曾细玲.华南理工大学 2013
[6]基于制浆的蔗渣组分清洁分离技术的研究[D]. 王强.华南理工大学 2012
[7]亚硫酸氢盐预处理提高阔叶木纤维素的可水解性[D]. 刘浩.华南理工大学 2011
[8]阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究[D]. 迟聪聪.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]黑液提取率对浆料残留污染影响的研究[D]. 陈田田.华南理工大学 2017
[2]水热预处理及酸/碱—水热预处理对玉米秸秆酶解产糖及厌氧发酵的影响[D]. 樊世漾.北京林业大学 2016
[3]毛竹竹龄对制浆性能的影响[D]. 崔敏.北京林业大学 2010
[4]竹浆废水酸析处理效果及酸析固废农用处理初步研究[D]. 吕庭君.浙江大学 2007
本文编号：3206820
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 生物质的定义
1.1.2 木质纤维素生物质
1.1.3 生物质精炼的概念
1.2 木质纤维素生物质分离的目的及意义
1.3 木质纤维素生物质预处理分离方法
1.3.1 物理法
1.3.2 化学法
1.3.3 物理-化学法
1.3.4 生物法
1.4 弱碱盐法预处理
1.5 生物质精炼产业与制浆造纸产业的结合发展
1.5.1 我国生物质精炼产业仍处于初级发展阶段
1.5.2 我国制浆造纸产业的废纸原料短缺问题
1.5.3 生物质精炼产业与制浆造纸产业的结合是双赢发展的有效途径
1.6 生物质精炼过程产品—“原浆”与造纸用浆的兼容性
1.7 研究目的、意义和内容
1.7.1 研究目的和意义
1.7.2 本论文的构架和主要研究内容
第二章 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对毛竹组分的清洁分离
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及药品
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验方法
2.3 测试方法与性能表征
2.3.1 化学组分含量的测定
2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.3.3 X射线衍射分析(XRD)
2.3.4 红外光谱分析(FTIR)
2.3.5 比表面积分析
2.3.6 废液中BOD5和COD含量的测定
2.4 结果与讨论
2.4.1 毛竹原料的化学组分分析
2.4.2 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对毛竹化学组分的影响
2.4.3 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对毛竹理化特性的影响
2.4.4 蒸汽爆破协同氧弱碱盐处理对纤维形貌及比表面积的影响
2.4.5 富纤维素组分作为制备乙酰丙酸原料的潜在价值评估
2.4.6 氧弱碱盐蒸煮废液的污染负荷分析
2.5 本章小结
第三章 乙酸法生物质炼制原浆的特性研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验药品
3.2.3 实验仪器
3.2.4 实验方法
3.3 测试方法与性能表征
3.3.1 化学组分含量的测定
3.3.2 X光电子能谱分析(XPS)
3.3.3 原子力显微镜分析(AFM)
3.3.4 扫描电子显微镜分析(SEM)
3.3.5 纤维形态分析
3.3.6 浆料打浆度的测定
3.4 结果与讨论
3.4.1 原浆化学组分分析
3.4.2 XPS对原浆纤维表面化学特性分析
3.4.3 原子力显微镜(AFM)对纤维表面分析
3.4.4 纤维形貌分析
3.4.5 纤维形态分析
3.4.6 纤维强度性能分析
3.4.7 打浆性能分析
3.4.8 打浆度对原浆纤维形态的影响
3.5 本章小结
第四章 乙酸法生物质炼制原浆的成纸特性分析
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 实验方法
4.3 测试方法与性能表征
4.3.1 纤维形态分析
4.3.2 Zata电位的测定
4.3.3 纸页物理强度的测定
4.4 结果与讨论
4.4.1 五种原浆的成纸性能分析
4.4.2 蔗渣原浆的成纸强度性能优化
4.4.3 半纤维素含量对成纸强度性能的影响
4.5 本章小结
结论与展望
结论
创新点
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国造纸工业2019年度报告[J]. 纸和造纸. 2020(03)
[2]几种非木材原料有机酸法分离纤维的造纸特性研究[J]. 鲁红霞,赵丽红,何北海,刘运思,张睿哲. 造纸科学与技术. 2020(02)
[3]有机酸法生物质炼制原浆的造纸性能研究[J]. 鲁红霞,赵丽红,何北海. 造纸科学与技术. 2020(02)
[4]结构调整与高质量发展——新时期中国造纸工业的主要任务设想[J]. 钱毅. 中华纸业. 2019(15)
[5]中国固体废物进出口格局演化分析——以废纸为例[J]. 扎西德吉,曾现来,赵娜娜,李金惠. 中国环境管理. 2019(02)
[6]膨化预处理对玉米秸秆纤维形态结构及制浆性能的影响[J]. 牛司鹏,杨桂花,陈嘉川,王强,吉兴香. 中国造纸. 2018(09)
[7]木质纤维素生物质精炼的研究进展[J]. 秦影,傅英娟,秦梦华. 大连工业大学学报. 2018(03)
[8]生物质精炼在制浆造纸应用中的研究进展[J]. 杜博宇. 农家参谋. 2018(07)
[9]环保部发布《进口废纸环境保护管理规定》[J]. 造纸信息. 2018(01)
[10]闽北毛竹林土壤有机碳含量特征及其影响因素[J]. 钟兆全. 福建林业科技. 2017(02)
博士论文
[1]预处理对竹子组织结构和纤维的影响及高得率纳米纤维素制备的研究[D]. 彭洋洋.华南理工大学 2019
[2]碳水化合物催化转化制备羟甲基糠醛及乙酰丙酸的研究[D]. 尉慰奇.华南理工大学 2018
[3]稀酸碱预处理过程中植物细胞壁解构研究[D]. 吉喆.北京林业大学 2016
[4]半纤维素在纸浆上的吸附及其对纸张性能和印刷适性的影响[D]. 胡桂春.华南理工大学 2015
[5]针叶木浆和蔗渣浆的纤维形变及其纸张的应力—应变特性[D]. 曾细玲.华南理工大学 2013
[6]基于制浆的蔗渣组分清洁分离技术的研究[D]. 王强.华南理工大学 2012
[7]亚硫酸氢盐预处理提高阔叶木纤维素的可水解性[D]. 刘浩.华南理工大学 2011
[8]阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究[D]. 迟聪聪.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]黑液提取率对浆料残留污染影响的研究[D]. 陈田田.华南理工大学 2017
[2]水热预处理及酸/碱—水热预处理对玉米秸秆酶解产糖及厌氧发酵的影响[D]. 樊世漾.北京林业大学 2016
[3]毛竹竹龄对制浆性能的影响[D]. 崔敏.北京林业大学 2010
[4]竹浆废水酸析处理效果及酸析固废农用处理初步研究[D]. 吕庭君.浙江大学 2007
本文编号：3206820
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3206820.html
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