亞銨法草漿廢液固氮技術(shù)及木質(zhì)素磺酸鹽結(jié)構(gòu)與性能的規(guī)律.pdf

1、系統(tǒng)研究了麥草亞硫酸銨法制漿廢液的固氮技術(shù)及超濾技術(shù)提取高分子木質(zhì)素的工藝和木質(zhì)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與物化性能之間的規(guī)律性，找到了合適的處理和應(yīng)用該廢液的技術(shù)及其規(guī)律性。對廢液固氮技術(shù)的研究解決了氨揮發(fā)對環(huán)境的污染問題，并提高了緩釋氮肥中銨態(tài)氮含量。適宜的甲醛用量為10％，此時，殘余亞銨已耗盡，游離氨基本固定，反應(yīng)后的pH值為6.0-6.5。固氮前后的磺酸基分別為1.474 mmol·g-1和1.918.mmol·g-1，增加的磺酸銨為30.1

2、2％，其中木質(zhì)素磺酸銨占87.4％。同時表明，溫度對固氮規(guī)律影響不明顯。 研究了超濾技術(shù)處理麥草亞銨法廢液過程中的規(guī)律，給出了超濾膜的選擇、溫度、操作壓力等操作參數(shù)對超濾過程的影響。研究表明：截留分子量為10kDa的超濾膜較適合于分離此廢液，并具有較好的抗污染性：在操作壓力200kPa、溫度為25℃下進(jìn)行超濾，隨著體積濃縮倍數(shù)的增加，灰分的透過率增加，截留液被濃縮。對超濾處理前后的廢液進(jìn)行了物化性能的對比研究表明：超濾后截留液中

3、的木質(zhì)素高分子量部分比例增加；截留液中的主要官能團—磺酸基、羧基和酚羥基的含量均比廢液中的高；組成與結(jié)構(gòu)上的變化對物化性能的影響表現(xiàn)在：截留液在1％水溶液中的表面張力為54.7 mN／m，較原液下降了2.2mN／m；凈漿流動度提高了45.7％，即通過超濾能增強廢液的應(yīng)用性能。 采用超濾法處理該廢液時可以得到不同純度木質(zhì)素溶液樣品，隨著超濾時間的延長，木質(zhì)素的含量從31.96％提高到68.67％；而灰分含量從23.10％下降到6.

4、25％；糖類物質(zhì)從45.52％下降到25.08％；超濾使截留液中木質(zhì)素高分子量部分所占比例增加；截留液中的磺酸基、羧基和酚羥基的含量也都增加，但隨著超濾的進(jìn)一步進(jìn)行，各基團含量的變化趨勢都是先升高后降低；各樣品都能降低水的表面張力，并且超濾后截留液的表面張力較原液有所降低：不同純度木質(zhì)素截留液對水泥的凈漿流動度是原液的1.5倍；各樣品都對二氧化鈦-水體系有一定的分散能力，隨著樣品的加入量的增加，對二氧化鈦的分散作用提高，除原液外，各截留

5、液的用量達(dá)到1.0％時，對二氧化鈦．水體系的分散作用穩(wěn)定，不再增加。 廢液中木質(zhì)素分子量對廢液的應(yīng)用性能有很重要的影響。論文討論了幾種改性方法對木質(zhì)素的分子量分布和性能的影響。氧化反應(yīng)同時發(fā)生了氧化降解和氧化縮合反應(yīng)，羥甲基化反應(yīng)過程中也發(fā)生了縮合反應(yīng)，尤其活性基團含量高時縮合反應(yīng)也越劇烈；氧化反應(yīng)能提高木質(zhì)素作為表面活性劑的表面活性，木質(zhì)素改性用于制備表面活性劑時氧化反應(yīng)較適合；有適當(dāng)?shù)南鄬Ψ肿淤|(zhì)量是木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的必要條

6、件，發(fā)現(xiàn)羥甲基化改性效果明顯，對水泥的凈漿流動度提高幅度較大；但在利用氧化反應(yīng)制備木素磺酸鹽的減水劑時，要控制氧化反應(yīng)的條件，使它主要以縮合反應(yīng)為主。通過對磺化度和分子量綜合研究發(fā)現(xiàn)，提高磺化度和分子量都能提高對水泥的凈漿流動度，但在一定的磺酸基含量下，提高分子量對物化性能的影響更大。 研究了亞硫酸銨法廢液與Fe2+的氧化螯合反應(yīng)及其結(jié)構(gòu)特性。研究表明：木質(zhì)素磺酸銨較適宜的螯合條件是：pH值3，H2O2用量10％，F(xiàn)eSO4用量

7、40.93％，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時間30 min，此時對Fe2+的螯合率為15.08％，此螯合物在堿性條件下不生成Fe(OH)3沉淀。同時研究了在螯合反應(yīng)過程中，不同H2O2用量對木質(zhì)素磺酸銨結(jié)構(gòu)特性的影響。 發(fā)現(xiàn)氧化后木質(zhì)素磺酸銨中能與金屬離子螯合的羧基、酚羥基和共軛羰基的含量增加，因此，木質(zhì)素磺酸銨對Fe2+的螯合能力增強。此外，還發(fā)現(xiàn)氧化后木質(zhì)素磺酸銨高分子量部分比例增加，說明在氧化過程中發(fā)生了氧化降解和氧化縮合等反應(yīng)，