【摘要】： 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30.12%,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行了物化性能的對比研究表明:超濾后截留液中的木質(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6.25%;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,但隨著超濾的進一步進行,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,各截留液的用量達到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?shù)南鄬Ψ肿淤|(zhì)量是木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的必要條件,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Fe~(2+)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,H_2O_2用量10%,FeSO_4用量40.93%,反應(yīng)溫度50℃,反應(yīng)時間30 min,此時對Fe~(2+)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H_2O_2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Fe~(2+)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),但以氧化縮合為主,說明木質(zhì)素分子量的增加也有利于木質(zhì)素磺酸銨螯合能力的提高。
【圖文】：

202530圖3一3不同溫度下甲醛用量與pH值的關(guān)系圖由圖3一3可知，隨著甲醛用量增加，pH值先明顯升高至9.60左右，然后pH值隨甲醛用量的增加下降。固氮溫度增加，廢液初始pH值較低，但對固氮的規(guī)律影響不大。 2225「 「 2220卜 \\\\司司5r入一U”場 場乍乍 }\\\\攀攀 }\\\\食食，八 }\\\\，，，丁，10卜\、 、書書上 U}\\\\澎澎{氣 \\\ 555卜、入 入 000一一一一一一一-刃‘一一一—一一去-—一一--.一~書 書 00024681000甲 甲醛用量 %%%圖3一4不同溫度下甲醛用量與殘余亞鉸的關(guān)系圖從圖3一4可以看出，甲醛用量在5%時

甲醛用量% 202530圖3一3不同溫度下甲醛用量與pH值的關(guān)系圖由圖3一3可知，隨著甲醛用量增加，pH值先明顯升高至9.60左右，然后pH值隨甲醛用量的增加下降。固氮溫度增加，廢液初始pH值較低，但對固氮的規(guī)律影響不大。 2225「 「 2220卜 \\\\司司5r入一U”場 場乍乍 }\\\\攀攀 }\\\\食食，八 }\\\\，，丁，10卜\、 、書書上 U}\\\\澎澎{氣 \\\ 555卜、入 入 000一一一一一一一-刃‘一一一—一一去-—一一--.一~書 書 00024681000甲 甲醛用量 %%%圖3一4不同溫度下甲醛用量與殘余亞鉸的關(guān)系圖從圖3一4可以看出，甲醛用量在5%時
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X793

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黃宏馳;木質(zhì)素磺酸鎂分級純化制備吸附材料與性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2610772