废新闻纸漆酶/介体体系脱墨及其机理的研究

论文题目: 废新闻纸漆酶/介体体系脱墨及其机理的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 制浆造纸工程

作者: 徐清华

导师: 石淑兰,秦梦华

关键词: 脱墨,质量评价,漆酶,介体系统,纤维素酶,半纤维素酶,表面分析,木素

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。脱墨是废纸回用技术的关键。与常规的化学脱墨相比,酶法脱墨具有很多优点。目前废纸的纤维素酶和半纤维素酶法脱墨已实现工业化。探索其他可用于废纸脱墨的酶对于酶法脱墨的发展具有很重要的意义。木素降解酶可以通过氧化降解纸浆表面的木素来达到脱除油墨的目的,这对于主要由机械浆组成的废新闻纸具有很大的吸引力。漆酶（EC1.10.3.2）是木素降解酶的一种,在某些具有传递电子能力的介体和氧气的存在下,能够使木素发生氧化降解,具有很广阔的应用前景。 采用快速、直观、准确的方法对废纸浆进行质量评价,对于控制和优化脱墨工艺,保证再生纤维抄成的纸满足质量要求非常重要。系统地研究脱墨浆质量评价方法具有很重要的意义。 本论文首先采用各种方法对ONP及MOW废纸的脱墨效果进行评价,研究不同的制样方法对脱墨效果及脱墨效率评价的影响。不同的抄片方法对脱墨浆质量评价的影响是很大的。对于ONP化学脱墨浆和酶法脱墨浆,采用标准抄片器,用自来水,不调pH和添加PAM抄片时,所得浆片的两面差很小,油墨粒子的留着率最高。而对于MOW化学脱墨浆和MOW酶法脱墨浆,采用布氏漏斗,用去离子水,添加PAM和Al2（SO4）3抄片时,所得浆片的两面差很小,白度最低,尘埃度及残余油墨浓度最高,油墨粒子的留着率最高。将白度、残余油墨浓度与图像分析法相结合,可以全面而准确地对废纸脱墨效果进行评价,从而优化脱墨工艺。计算各种脱墨过程的实际脱墨效率和理论脱墨效率,发现实际脱墨效率总是小于理论脱墨效率。说明脱墨工艺,脱墨条件还有进一步优化的空间。 利用漆酶/介体可以对8#美废进行脱墨。废新闻纸漆酶/介体系统脱墨的最佳工艺条件为:漆酶用量10LAMU/g,介体（VIO）用量0.5%,碎浆时间30min,保温时间15min,通氧气。在此条件下进行脱墨,所得脱墨浆白度与对照浆相比有所降低,但可漂性提高。H2O2漂白后白度达到52.4%ISO,与对照浆相比提高4.2%ISO。此时裂断长为2.16km,撕裂指数为7.01mN·m2·g-1,与对照浆相比分别提高了20%和13%。漆酶脱墨浆得率明显高于对照浆。其浮选过程中的选择性亦高于对照浆。利用漆酶/介体对国产废新闻纸进行脱墨,所得结果与8#美废类似,也可以达到较好的脱墨效果。 纤维素酶与漆酶具有协同脱墨作用。其最佳工艺条件为:先加入纤维素酶0.2ECU/g脱墨25min,然后加入漆酶3LAMU/g,介体0.5%,保温30min,

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 废纸的特性及应用现状

1.1.1 废纸应用现状及趋势

1.1.2 废纸的特性

1.1.3 废纸回用需解决的问题及措施

1.2 废纸脱墨

1.2.1 油墨的组成及可脱除性能

1.2.2 传统的碱法化学脱墨

1.2.3 纤维素酶在废纸脱墨中的研究进展

1.2.4 漆酶在造纸工业中的研究进展

1.3 废纸脱墨效果评价方法

1.3.1 得率

1.3.2 光学性质

1.3.3 图像分析(Image Analysis)

1.4 表面分析技术在制浆造纸研究中的应用

1.4.1 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)

1.4.2 原子力显微镜(Atomic Force Microscopy，AFM)

1.4.3 化学分析电子能谱(ESCA)

1.4.4 二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectroscopy，SIMS)

1.4.5 接触角(Contact Angle)

1.4.6 红外反射—吸收光谱(Reflection-Absorption Spectroscopy，RAS)

1.5 本研究工作的目的和内容

第二章 废纸脱墨效果与脱墨效率的评价方法

2.1 实验原料与方法

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 抄片方法对废新闻纸化学法脱墨效果评价的影响

2.2.2 抄片方法对废新闻纸酶法脱墨效果评价的影响

2.2.3 抄片方法对混合办公废纸化学法脱墨效果评价的影响

2.2.4 抄片方法对混合办公废纸酶法脱墨效果评价的影响

2.2.5 废纸脱墨效果的评价方法

2.2.6 脱墨效率的计算

2.3 本章小结

第三章 废新闻纸漆酶脱墨工艺的研究

3.1 实验原料与方法

3.1.1 废新闻纸

3.1.2 实验用酶和介体

3.1.3 实验方法

3.1.4 纸浆性能的检测

3.2 结果与讨论

3.2.1 漆酶用量对脱墨效果的影响

3.2.2 碎浆时间和保温时间对脱墨效果的影响

3.2.3 介体用量对脱墨效果的影响

3.2.4 氧气对脱墨效果的影响

3.2.5 脱墨浆得率与脱墨过程的选择性

3.2.6 漆酶／介体系统对国产废新闻纸的脱墨效果

3.3 本章小结

第四章 废新闻纸纤维素酶／半纤维素酶与漆酶协同脱墨工艺的研究

4.1 实验原料与方法

4.1.1 废新闻纸

4.1.2 实验用酶和介体

4.1.3 实验方法

4.1.4 纸浆性能的检测

4.2 结果与讨论

4.2.1 纤维素酶与漆酶协同脱墨对脱墨效果的影响

4.2.2 半纤维素酶与漆酶协同脱墨对脱墨效果的影响

4.2.3 脱墨浆得率与脱墨过程的选择性

4.3 本章小结

第五章 废新闻纸漆酶脱墨浆纤维表面形态分析

5.1 实验原料与方法

5.1.1 废新闻纸

5.1.2 实验用酶和介体

5.1.3 实验方法

5.1.4 ESCA分析

5.1.5 红外光谱分析

5.1.6 纤维长度、粗度分析

5.1.7 纤维比容比表面积分析

5.1.8 扫描电镜分析

5.2 结果与讨论

5.2.1 ESCA分析

5.2.2 红外光谱分析

5.2.3 纤维长度、粗度分析

5.2.4 纤维比容、比表面积分析

5.2.5 扫描电镜分析

5.3 本章小结

第六章 漆酶／介体系统脱墨过程中木素结构变化的研究

6.1 实验原料与方法

6.1.1 纸浆中二氧六环木素的制备

6.1.2 元素分析

6.1.3 木素的乙酰化反应

6.1.4 凝胶渗透色谱法(GPC)测定木素的分子量及其分布

6.1.5 木素功能基的测定

6.1.6 木素的红外光谱的分析

6.1.7 木素的核磁共振分析

6.2 结果与讨论

6.2.1 元素分析

6.2.2 木素的分子量分布

6.2.3 木素的功能基测定

6.2.4 木素的红外光谱分析

6.2.5 木素的核磁共振波谱分析

6.2.6 漆酶脱墨机理的推断

6.3 本章小结

第七章 全文总结

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

发布时间: 2007-01-10

参考文献

• [1].混合办公废纸脱墨化学的研究[D]. 谭本祝.华南理工大学2002
• [2].废纸浆生产线胶黏物的有效监控提高脱墨效率的研究[D]. 徐嵘.华南理工大学2016
• [3].激光打印废纸酶法脱墨的研究[D]. 隋振英.吉林大学2010

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