[发明专利]芬顿氧化高效降解纸浆残余木素短序漂白方法

说明书

本发明公开了一种芬顿氧化高效降解纸浆残余木素短序漂白方法，即利用自由基高氧化电势的特点高效降解未漂浆中残余木素并通过冷碱抽提处理使之从纸浆中溶出，后续可直接进行过氧化氢漂白的新型无氯漂白工艺方法，属于造纸漂白领域。其基本特点是以Fe²⁺/H₂O₂在弱酸性条件下产生羟基自由基，降解蒸煮后纸浆中的残余木素，经过碱抽提处理使木素大分子溶出，后续再进行过氧化氢漂白，即“芬顿氧化降解木素+碱抽提+过氧化氢漂白”，该短序无氯漂白工艺流程简化了当前常用的传统化学浆漂白工序，且最终成浆产品能够满足普通文化纸对于物理强度和光学性能指标的要求。

技术领域

本发明以未漂纸浆为原料，过渡金属离子作为催化剂，加入过氧化氢使产生的羟自由基取代氧气与未 漂浆中残余木素进行氧化反应，然后进行碱抽提等常规漂白处理，达到漂白效果并减少漂白工序的目的， 可应用于造纸漂白技术领域。

背景技术

目前传统的含氯漂白工艺已经逐渐被无元素氯(ECF)漂白、全无氯(TCF)漂白所代替，无论是ECF 还是TCF漂白，氧脱木素都是其中一个重要的环节。大量研究证实氧脱木素是一个在碱性条件下由超氧化 物和羟基自由基相互作用控制自由基的过程。目前有关氧脱木素的研究成果主要分为以下三个部分：1) 氧脱阶段工艺的优化以及含氧自由基的作用机理；2)在氧脱阶段添加壳聚糖微球等助剂以提高木素的脱 除率；3)优化氧脱木素后续漂白工艺以获得一定白度和强度的纸浆。整个氧脱木素的反应过程中，氧气 作为主要的氧化剂在制备与储存运输中是一大难题，其漂白过程也存在着时间较长、脱木素能力较弱的缺 点。

潘丽等人发表的文献中利用纤维表面预加载Fe²⁺催化剂的方法，对未漂硫酸盐针叶木浆纤维表面进行 芬顿氧化处理，研究了芬顿试剂(Fe²⁺/H₂O₂)与纤维素的反应及纤维形态变化等问题，并未涉及到芬顿试 剂对未漂浆中残余木素的作用及后续漂白等相关领域。路庆辉等人发表的文献中使用芬顿试剂处理未漂针 叶木硫酸盐浆，研究了处理后纸浆纤维形态的变化及纸张物理性能的相关问题，未涉及芬顿试剂对未漂浆 中残余木素的作用及后续漂白等相关领域。等人发表的文献中研究了芬顿试剂与木质素的 氧化反应产物及相关机理，该文献中使用纯木质素作为模型物进行芬顿氧化反应，与现实情况未漂纸浆中 复杂的木素降解过程差距较大，且不涉及木质素降解程度及后续漂白相关问题。黄丽婕等人发表的专利“一 种纸浆的漂白方法”中，以麦草浆等化学浆或化机浆为原料，采用超临界二氧化碳和二氧化氯联合的方式 进行漂白，未涉及芬顿氧化脱除未漂浆中残余木素及后续碱抽提、过氧化氢漂白等相关工艺。孙炳伟等人 在专利“一种阔叶木全无氯漂白的制浆方法”中，通过利用“两段氧脱木素+酸化反应+臭氧漂白+过氧化 氢漂白”四段漂白工序，使纸张达到一定白度及物理性能，不同于本文仅通过“芬顿氧化脱木素+碱抽提+ 过氧化氢漂白”三段工序即可实现无氯漂白的短序漂白工序。陈国泰等人发表的专利“一种湿式催化氧化 清洁制浆工艺及实施工艺的设备”中，利用湿式催化氧化反应釜，在一定温度和压力下进行高效氧脱木素 反应，后续进行漂白处理，不涉及芬顿氧化脱除未漂浆中残余木素的相关工艺。刘蓉蓉等人发表的文献中 利用纤维表面预加载催化剂的方法，对漂白硫酸盐针叶木浆纤维表面进行氧化处理，研究了在相同打浆转 数条件下，芬顿表面氧化处理对纤维素聚合度、纤维形态及成纸物理性能的影响，并未涉及到芬顿氧化处 理未漂浆脱除残余木素及后续漂白处理等相关工作。

发明内容