离子液体协同超声波预处理对阔叶材硫酸盐浆组分分离纯化的影响
发布时间：2021-08-28 23:36
绿色、环保和低能耗的植物纤维组分分离技术是实现制浆造纸工业可持续发展的重要途径,也是解决造纸工业面临的资源紧缺和环境污染等问题的有效手段。利用离子液体预处理、超声波预处理、预水解等工艺,可以提高制浆造纸过程中的组分分离效果。因此,本论文主要探讨了单一离子液体[BMIM][HSO4]和[TEA][HSO4]预处理、单一超声波预处理和离子液体协同超声预处理对桉木硫酸盐浆（KP）组分、漂白性能及成纸物理性能的影响,分析比较了不同预处理方法对阔叶材组分分离及纸浆漂白性能的作用效果,以及预水解和离子液体预处理对相思木KP浆ECF和TCF漂白浆粘度、α-纤维素和Fock反应性能的影响。主要研究结果如下:首先优化了桉木硫酸盐法蒸煮工艺条件,得到较优工艺条件为:用碱量21%、硫化度25%、保温时间90 min、蒸煮最高温度170℃和液比1:5。此条件下桉木KP浆的纸浆得率为49.95%、卡伯值为20.08、抗张强度为6.61 N·m·g-1、耐破指数为5.984 k Pa·m2·g-1、撕裂指...
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的离子液体阳离子结构
24图3.1纸张纤维SEM图谱分析注2：a-未经预处理漂白浆；b-[BMIM][HSO4]预处理漂白浆；c-[TEA][HSO4]预处理漂白浆；d-超声预处理漂白浆；e-[BMIM][HSO4]协同超声预处理漂白浆；f-[TEA][HSO4]协同超声预处理漂白浆。3.2.5X射线（XRD）衍射分析表3.5离子液体和超声预处理对纸浆纤维结晶度的影响离子液体结晶度（%）对照43.68未超声[BMIM][HSO4]45.31[TEA][HSO4]46.70对照46.28超声[BMIM][HSO4]47.66[TEA][HSO4]48.03离子液体和超声预处理对纸浆结晶度的影响如图3.2和表3.5所示，将处理后纤维结晶度按公式计算得出，未经预处理漂白浆纤维结晶度是43.68%，离子液体预处理均可以提高纤维的结晶度，其中[TEA][HSO4]处理效果更好，将纤维结晶度提高到46.7%。从表中得出，离子液体协同超声预处理可以使结晶度进一步提高，结晶度的提高表明离子液体和超声能够破坏纤维的无定形区。另外，超声的机械作用可以松散纤维，提高纤维的可及度，增强离子液体对纤维无定形区的破坏作用。纤维结晶度的提高，可以提升成纸的相应物理性能[96]。因此，离子液体协同超声预处理获得了较好的成纸性能。齐鲁工业大学硕士学位论文
齐鲁工业大学硕士学位论文25图3.2纸张纤维XRD分析注3：a-未经预处理漂白浆；b-[BMIM][HSO4]预处理漂白浆；c-[TEA][HSO4]预处理漂白浆；d-超声预处理漂白浆；e-[BMIM][HSO4]协同超声预处理漂白浆；f-[TEA][HSO4]协同超声预处理漂白浆。3.2.6傅里叶红外光谱（FT-IR）分析离子液体和超声预处理后的红外光谱分析如图3.3，对应官能团峰位如表3.6所示。3400cm-1左右为O-H伸展（氢键）振动峰，2900cm-1为C-H伸展振动峰，1596、1506cm-1为苯环伸展振动峰，其为木素吸收特征峰。1160、1060cm-1分别为C-O-C不对称伸展振动峰、C-O伸展振动峰，代表纤维素和半纤维素的特征吸收峰[96]。由图3.3可知，不同处理条件下红外光谱并无新的吸收峰的产生，并且各功能性基团位置波峰无明显差异，这说明离子液体和超声处理都没有使纸张中纤维发生化学变化。图3.3纸张纤维红外光谱分析注4：a-未经预处理漂白浆；b-[BMIM][HSO4]预处理漂白浆；c-[TEA][HSO4]预处理漂白浆；d-超声预处理漂白浆；e-[BMIM][HSO4]协同超声预处理漂白浆；f-[TEA][HSO4]协同超声预处理漂白浆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双水相体系协同超声法提取绿茶中的茶多酚[J]. 殷硕,王田园,崔柏宁,汪海波,孙海铭,张敏娜. 中国医院药学杂志. 2019(16)
[2]超声波辅助果胶酶解法提取白术总黄酮工艺优化[J]. 孟永海,孟祥瑛,佟颖,付敬菊,翟春梅. 化学工程师. 2019(07)
[3]硫酸盐蔗渣浆全无氯短序漂白生产工艺的研究[J]. 王璐,刘明友,乐飞,李劲松. 中国造纸. 2019(07)
[4]超声造影在剖宫产瘢痕妊娠诊断中的价值[J]. 沈翠,刘昕. 中国数字医学. 2019(02)
[5]超声提取的麦冬多糖聚集行为实验研究[J]. 王小梅,金文,程磊,车岳鸿,传杨阳,常柯,郝大鹏. 西安航空学院学报. 2018(03)
[6]超声波辅助下PPh3-I2共催化的室温Beckmann重排反应[J]. 赵春阳,董书达,尹钰芸,李昊,金城安,何静耀. 化学试剂. 2018(05)
[7]臭氧漂白装置[J]. 徐红霞. 中华纸业. 2018(02)
[8]蒸汽爆破和有机溶剂法预处理分离麦草纤维组分[J]. 杜昆仑,刘忠,惠岚峰,潘诚. 天津科技大学学报. 2018(01)
[9]ECF漂白过程中AOX减量技术研究进展[J]. 朱慧霞,姚双全,陈仰美,李新宇,聂双喜,覃程荣. 中国造纸学报. 2017(02)
[10]超声波辅助柠檬酸法龙虾壳脱钙工艺研究[J]. 李明华,孟秀梅. 食品工业. 2017(05)
博士论文
[1]协同预处理木质纤维组分结构解析及酶解研究[D]. 孙少妮.北京林业大学 2015
硕士论文
[1]离子液体对植物纤维润胀溶解性能的研究[D]. 李凤凤.齐鲁工业大学 2015
本文编号：3369450
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的离子液体阳离子结构
24图3.1纸张纤维SEM图谱分析注2：a-未经预处理漂白浆；b-[BMIM][HSO4]预处理漂白浆；c-[TEA][HSO4]预处理漂白浆；d-超声预处理漂白浆；e-[BMIM][HSO4]协同超声预处理漂白浆；f-[TEA][HSO4]协同超声预处理漂白浆。3.2.5X射线（XRD）衍射分析表3.5离子液体和超声预处理对纸浆纤维结晶度的影响离子液体结晶度（%）对照43.68未超声[BMIM][HSO4]45.31[TEA][HSO4]46.70对照46.28超声[BMIM][HSO4]47.66[TEA][HSO4]48.03离子液体和超声预处理对纸浆结晶度的影响如图3.2和表3.5所示，将处理后纤维结晶度按公式计算得出，未经预处理漂白浆纤维结晶度是43.68%，离子液体预处理均可以提高纤维的结晶度，其中[TEA][HSO4]处理效果更好，将纤维结晶度提高到46.7%。从表中得出，离子液体协同超声预处理可以使结晶度进一步提高，结晶度的提高表明离子液体和超声能够破坏纤维的无定形区。另外，超声的机械作用可以松散纤维，提高纤维的可及度，增强离子液体对纤维无定形区的破坏作用。纤维结晶度的提高，可以提升成纸的相应物理性能[96]。因此，离子液体协同超声预处理获得了较好的成纸性能。齐鲁工业大学硕士学位论文
齐鲁工业大学硕士学位论文25图3.2纸张纤维XRD分析注3：a-未经预处理漂白浆；b-[BMIM][HSO4]预处理漂白浆；c-[TEA][HSO4]预处理漂白浆；d-超声预处理漂白浆；e-[BMIM][HSO4]协同超声预处理漂白浆；f-[TEA][HSO4]协同超声预处理漂白浆。3.2.6傅里叶红外光谱（FT-IR）分析离子液体和超声预处理后的红外光谱分析如图3.3，对应官能团峰位如表3.6所示。3400cm-1左右为O-H伸展（氢键）振动峰，2900cm-1为C-H伸展振动峰，1596、1506cm-1为苯环伸展振动峰，其为木素吸收特征峰。1160、1060cm-1分别为C-O-C不对称伸展振动峰、C-O伸展振动峰，代表纤维素和半纤维素的特征吸收峰[96]。由图3.3可知，不同处理条件下红外光谱并无新的吸收峰的产生，并且各功能性基团位置波峰无明显差异，这说明离子液体和超声处理都没有使纸张中纤维发生化学变化。图3.3纸张纤维红外光谱分析注4：a-未经预处理漂白浆；b-[BMIM][HSO4]预处理漂白浆；c-[TEA][HSO4]预处理漂白浆；d-超声预处理漂白浆；e-[BMIM][HSO4]协同超声预处理漂白浆；f-[TEA][HSO4]协同超声预处理漂白浆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双水相体系协同超声法提取绿茶中的茶多酚[J]. 殷硕,王田园,崔柏宁,汪海波,孙海铭,张敏娜. 中国医院药学杂志. 2019(16)
[2]超声波辅助果胶酶解法提取白术总黄酮工艺优化[J]. 孟永海,孟祥瑛,佟颖,付敬菊,翟春梅. 化学工程师. 2019(07)
[3]硫酸盐蔗渣浆全无氯短序漂白生产工艺的研究[J]. 王璐,刘明友,乐飞,李劲松. 中国造纸. 2019(07)
[4]超声造影在剖宫产瘢痕妊娠诊断中的价值[J]. 沈翠,刘昕. 中国数字医学. 2019(02)
[5]超声提取的麦冬多糖聚集行为实验研究[J]. 王小梅,金文,程磊,车岳鸿,传杨阳,常柯,郝大鹏. 西安航空学院学报. 2018(03)
[6]超声波辅助下PPh3-I2共催化的室温Beckmann重排反应[J]. 赵春阳,董书达,尹钰芸,李昊,金城安,何静耀. 化学试剂. 2018(05)
[7]臭氧漂白装置[J]. 徐红霞. 中华纸业. 2018(02)
[8]蒸汽爆破和有机溶剂法预处理分离麦草纤维组分[J]. 杜昆仑,刘忠,惠岚峰,潘诚. 天津科技大学学报. 2018(01)
[9]ECF漂白过程中AOX减量技术研究进展[J]. 朱慧霞,姚双全,陈仰美,李新宇,聂双喜,覃程荣. 中国造纸学报. 2017(02)
[10]超声波辅助柠檬酸法龙虾壳脱钙工艺研究[J]. 李明华,孟秀梅. 食品工业. 2017(05)
博士论文
[1]协同预处理木质纤维组分结构解析及酶解研究[D]. 孙少妮.北京林业大学 2015
硕士论文
[1]离子液体对植物纤维润胀溶解性能的研究[D]. 李凤凤.齐鲁工业大学 2015
本文编号：3369450
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