亞銨法草漿廢液固氮技術及木質素磺酸鹽結構與性能的規(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及超濾技術提取高分子木質素的工藝和木質素的化學結構與物化性能之間的規(guī)律性，找到了合適的處理和應用該廢液的技術及其規(guī)律性。對廢液固氮技術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

3、的木質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；組成與結構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用性能。 采用超濾法處理該廢液時可以得到不同純度木質素溶液樣品，隨著超濾時間的延長，木質素的含量從31.96％提高到68.67％；而灰分含量從23.10％下降到6.

4、25％；糖類物質從45.52％下降到25.08％；超濾使截留液中木質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。 廢液中木質素分子量對廢液的應用性能有很重要的影響。論文討論了幾種改性方法對木質素的分子量分布和性能的影響。氧化反應同時發(fā)生了氧化降解和氧化縮合反應，羥甲基化反應過程中也發(fā)生了縮合反應，尤其活性基團含量高時縮合反應也越劇烈；氧化反應能提高木質素作為表面活性劑的表面活性，木質素改性用于制備表面活性劑時氧化反應較適合；有適當?shù)南鄬Ψ肿淤|量是木質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；但在利用氧化反應制備木素磺酸鹽的減水劑時，要控制氧化反應的條件，使它主要以縮合反應為主。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+的氧化螯合反應及其結構特性。研究表明：木質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％，反應溫度50℃，反應時間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過程中，不同H2O2用量對木質素磺酸銨結構特性的影響。 發(fā)現(xiàn)氧化后木質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，