科研产出
CLC-St-PAM絮凝剂净化蔗渣制浆黑液回收木质素
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文通过制备耐酸型絮凝剂,以酸析絮凝法处理蔗渣制浆黑液高效回收木质素。首先以木薯淀粉、5-羟甲基糠醛以及3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为主要原料制备交联阳离子淀粉(cross-linked cationic starch,CLC-St),然后以CLC-St为骨架与丙烯酰胺在引发剂作用下进行接枝共聚反应,合成了交联阳离子淀粉接枝聚丙烯酰胺(cross-linked cationic starch grafted polyacrylamide,CLC-St-PAM)絮凝剂,并通过红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对CLC-St-PAM进行结构和形貌分析。结果显示,交联阳离子淀粉分子与丙烯酰胺成功发生了接枝共聚反应,反应主要发生在淀粉颗粒表面,接枝产物呈现为无定形的聚集态。以CLC-St-PAM为絮凝剂处理p H值为2~7间的蔗渣碱法制浆黑液,系统考察了p H值、CLC-St-PAM用量等因素对木质素的回收率、滤液中酸溶木质素含量和化学耗氧量(COD)的影响,结果表明,酸析-絮凝处理可以有效的去除制浆黑液中的酸不溶木质素、酸溶木质素以及COD,在p H值为2时投入0.015 g/L的CLC-St-PAM,木质素回收率高达89.02%±0.54%,COD去除率也达69.06%±1.42%;同时,酸溶木质素质量浓度由原来的(0.561±0.021)g/100 m L下降至(0.187±0.008)g/100 m L,黑液由原来的棕黑色变为清澈的淡黄色。不同p H值回收得到的木质素结构通过核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱表征,结果表明酸析-絮凝过程中首先析出来的是相对纯净的木质素分子,随着体系p H值的进一步下降,更多与半纤维素通过稳定的共价键形成的木质素-半纤维素复合体也逐渐沉淀析出。
关键词： 淀粉 木质素 废弃物 聚丙烯酰胺 制浆黑液 絮凝剂 蔗渣
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