论文总字数：14221字

摘 要

本课题采用自制催化剂WQQ加氢还原降解去除半纤维素，研究各变量（温度、压强、时间、催化剂用量）对加氢还原去除半纤维素的影响；利用碱溶解去除木质素，并对碱液浓度、温度、时间对碱溶木质素的影响进行研究。结果表明：去除半纤维素的优化条件为温度120 ℃，压强1 MPa，催化剂用量3 g，蒸煮时间2 h，在此条件下处理过的秸秆半纤维素含量为0.44 %；木质素去除的优化条件为碱液浓度2 mol/L，温度70 ℃，反应时间3 h，在此条件下处理过的秸秆木质素含量为6.05 %。最终经各工艺优化后半纤维素和木质素的含量减少，纤维素的含量相对增加，达到了秸秆制纸浆的要求。此工艺方法减少了化学试剂的使用，降低了对环境的污染，并提高了秸秆的综合利用。

关键词：纤维素 半纤维素 木质素 加氢还原 碱溶

Study on New Method of Straw Processing Pulp

ABSTRACT

This paper uses homemade catalyst WQQ hydrogenation to remove hemicellulose degradation study variables (temperature, pressure, time, amount of catalyst) for hydrogenation to remove the influence of hemicellulose; lignin is dissolved and removed by alkali, and lye research concentration, temperature and time on alkali-soluble lignin. The results showed that: the removal of hemicellulose optimal conditions for the temperature 120 ℃, pressure of 1 MPa, catalyst 3 g, cooking time 2 h, the content in this condition treated straw hemicellulose 0.44%; lignin removal optimal conditions for the temperature 70 ℃, alkali concentration 2 mol / L, reaction time 3 h, the content in this condition treated straw lignin 6.05%. After treatment, hemicellulose and lignin content is reduced, and the relative increase in cellulose content, to the straw pulp process requirements. This process for reducing the use of chemical reagents, reducing environmental pollution and improve the comprehensive utilization of straw.

Key Words: Cellulose; Hemicellulose; Lignin; Hydrogenation; Alkali-soluble

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 秸秆处理制纸浆的方法 2

1.2.1 烧碱法制浆 2

1.2.2 氢氧化钾法制浆 2

1.2.3 亚硫酸钾盐法制浆 3

1.2.4 亚硫酸氢镁法制浆 3

1.3 本课题研究的目的和意义 4

第二章 实验材料与方法 5

2.1 材料与仪器 5

2.1.1 实验材料 5

2.1.2 实验试剂 5

2.1.3 实验仪器 5

2.2 主要研究内容 6

2.3 实验方法 6

2.3.1 秸秆去除离子 6

2.3.2 秸秆去除半纤维素 6

2.3.3 秸秆去除木质素 6

2.4 定量分析方法 7

2.4.1 纤维素含量的测定 7

2.4.2 木质素含量的测定 7

2.4.3 半纤维素含量的测定 8

第三章 实验结果与讨论 9

3.1 去除半纤维素最佳工艺条件研究 9

3.1.1 反应温度对去除半纤维素的影响 9

3.1.2 反应时间对去除半纤维素的影响 10

3.1.3 压强对去除半纤维素的影响 10

3.1.4 催化剂用量对去除半纤维素的影响 11

3.2 去除木质素最佳工艺条件研究 12

3.2.1 碱液的浓度对去除木质素的影响 12

3.2.2 温度对去除木质素的影响 13

3.2.3 时间对去除木质素的影响 14

第四章 结论与展望 16

4.1 结论 16

4.2 展望 16

参考文献 18

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1 前言

在全世界的工业体系中造纸工业都占据着极为重要的地位，据数据统计到2008年为止，我国机制纸和纸板产量曾经达到了7980万吨，消费量达到了7935万吨，是世界上进行生产和消费的第二和第三大国家^[1]。纸和纸板的生产量以及消耗量不停增长的情况下，在纸浆的需求方面我们国家更加迫切，然而现如今我国国内的森林资源和木材资源却又十分紧缺，这就需要大批量地依靠进口的纸浆来满足国内市场的需求。纸浆根据原材料可以被分成为三类，一类是非木浆（纤维素浆），一类是木浆，再有一类是废纸浆^[2]。

中国是一个传统的农业大国，秸秆资源是非常充足的，而秸秆则是农作物在收获子实后的残余部分，可以利用的价值十分大。然而我们国家的秸秆资源并没有能够获得合理充分地使用，并且同时还形成了严重的环境污染。秸秆中含有大量纤维素，是制纸浆的良好原材料^[3]。而秸秆中存在的木质素又可以作为纸张中的胶粘剂；其中的半纤维素可以降低打浆的能耗，从而可以得到理想强度的纸浆^[4]。因此利用秸秆来作为原材料制纸浆具有很高的研究价值，国内利用非木浆作为制纸浆原材料的前景极为广阔。

纤维原料是制纸浆造纸工业中的基础^[5]，这也是制约着我国制纸浆造纸工业发展的主要障碍之中的一个。据资料表明，在过去的40年间^[6]，全世界范围内的纸浆（除废纸浆之外）的生产大多都是以木材为主要的纤维原料，木材占了纤维原料的百分之九十。

我国在造纸用的纤维材料的消费总量中，木料的消耗量比重比较小，竹子、甘蔗渣等原料长期处于停滞不前的状况下；国内的废纸资源总量很大，但是废纸的质量不高，回收率很低^[7]；然而我国麦草资源和稻草资源十分丰富，所占比重也比较大。特别是在我国的北方地区，小麦作为主要的农作物，麦草资源是十分丰富的，麦草作为重要的非木材纤维原料资源被广泛地应用于造纸工业中，可以使我国造纸原料缺乏的严峻形势得到减缓。但是我们国家南部地区的主要农作物是水稻，稻草资源作为同样重要的非木料纤维造纸原材料^[8,9]，它还没有在我国的造纸行业中形成领域并实现大规模应用。

1.2 秸秆处理制纸浆的方法

1.2.1 烧碱法制浆

烧碱法制浆是利用氢氧化钠作为药剂来蒸煮稻草。实验原理是氢氧根离子在高温条件下能让木质素大分子中酚型结构里的α-芳基醚键、α-烷基醚键和木质素分子中非酚型结构里的β-芳基醚键断裂，使得木质素大分子结构变小，并且在变小了的木质素分子中引进亲水的基团，使木质素溶解进入到蒸煮液中，从而让秸秆可以脱去木素而成浆。

请支付后下载全文，论文总字数：14221字