基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，是一项改进的纸浆氧脱木素技术。
【背景技术】
[0002]随着全球环保法规日益加强和严格，人们的环保意识也日益提高，使得造纸行业不得不采用无元素氯(ECF)漂白和全无氯(TCF)漂白技术。氧脱木素具有环境污染小、纸浆得率高、白度稳定、返黄少、脱水性能好及漂白费用低等优点。为进一步提高纸浆氧脱木素效率，可采用生物酶、活化剂等方法，M(salen)催化漂白已有报道，通过M(salen)催化剂固载化，可以提高催化剂的稳定性和催化效率，还可便于回收循环利用。但由于一般载体(如NaY分子筛)固定化的M(salen)由于比表面积小、空隙小，反应传质速率受限，进一步想提高催化效率和反应选择性则明显受限。为了制备高活性固定化的催化剂，必须在固定化的同时保持高的比表面积。因而，将催化剂固定于多孔的纤维网络结构则是一个简单的解决这个问题的有效新方法，即固定于纸状多孔纤维网络的催化剂，称为催化纸。粉末状M(salen)通过负载化制备出M(salen)催化纸，提高了稳定性和活性，从而提高纸浆氧木素的效率。但是基于M(salen)催化纸与O2、表面活性剂OB组成新的纸浆氧脱木素工艺，目前尚未见相关的技术报道。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，该工艺是一种改进的纸浆氧脱木素方法，其工艺技术容易实施，无污染，提高纸浆氧脱木素的效果好，改善纸浆氧脱木素各项性能明显。
[0004]解决本发明的技术问题所采用的方案如下^M(salen)催化纸、O2和表面活性剂OB存在的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理。
[0005]在纸浆氧脱木素处理过程中，M(salen)催化纸的用量为纸浆质量的0.03?0.09%，02的压力为0.1?0.5MPa，表面活性剂OB的用量为纸浆质量的0.1?0.3%，氧脱木素在80?100°C下处理30?90min。
[0006]本发明的有益效果是:
(1)M(salen)催化纸作为一种新型催化材料，不仅具有使用方便和催化效能高的优点，而且易于回收再利用；
(2)用量少，工艺实施容易；
(3)改善纸浆氧脱木素，采用基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，脱木素率提高20-30%，粘度下降小；
(4)减少药剂消耗，采用基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，能减少氧消耗20-30%以上，表面活性剂OB用量少。
【具体实施方式】
[0007]下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容。
[0008]实施例1:基于Zn (salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，具体操作如下:
(1)Zn (salen)的制备席夫碱配体salen的制备
取2.5g乙二胺和8.5ml水杨醛溶解于18ml甲醇中，在冰水中搅拌30min，静置15min后，用G3玻璃器减压抽滤，用Iml乙醚洗涤，在33°C下真空干燥得淡黄色晶体，再用160ml无水乙醇重结晶，在33°C下真空干燥得黄色晶体。
[0009]Zn (salen)的合成
取10.4毫摩尔希夫碱salen溶解在120毫升甲醇中，另取10.4毫摩尔二水醋酸锌，溶于温水中，迅速转入上述反应瓶中，并迅速生成棕色沉淀，70°C ~80°C加热回流I小时，棕色沉淀变为暗红色结晶，冷至室温，将结晶转移至砂芯漏斗，抽滤，干燥即得Zn (salen)。
[0010](2) Zn (salen)催化纸的制备
将1g陶瓷纤维加入到含有1.5g催化剂Zn(Salen)的去离子水中，加去离子水调节总物质浓度为0.5% w/v，充分混合后，依次加入阳离子聚二烯丙基二甲基氯化铵PDADMAC (总固体质量的0.5wt%)、1.5g氧化铝溶胶和阴离子聚丙烯酰胺A-PAM (总固体质量的0.5wt%)充分混合，最后加入1.5g绝干浆，充分混合。悬浊液在标准纸页成形器上抄纸，湿纸页在烘箱内105°C干燥I小时，马弗炉中550°(:煅烧5小时，得211(8&1611)催化纸。
[0011](3)基于Zn(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素。
[0012]在Zn(salen)催化纸、O2和表面活性剂0B_2存在的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理；对纸浆处理时，Zn (salen)催化纸的用量为纸浆质量的0.03%，处理的温度控制在800C，时间30min。对纸浆处理时，02的压力为0.1MPa、表面活性剂0B-2用量为纸浆质量的0.1%。脱木素率为70%，粘度只降低10%。采用此工艺脱木素率提高20%，氧气消耗40%，采用此工艺能减少氧气消耗20%。
[0013]实施例2:基于Cu(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，具体操作如下:
Cl) Cu (salen)催化纸的制备方法参照实施例1步骤(I)、(2)；
(2)在Cu(salen)催化纸、O2和表面活性剂0B-2存在的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理；对纸浆处理时，Cu (salen)催化纸的用量为纸浆质量的0.06%，处理的温度控制在90°C，时间60min ;对纸浆处理时，02的压力为0.3MPa、表面活性剂0B-2用量为纸浆质量的0.2%。脱木素率为73%。采用此工艺脱木素率提高25%，粘度只降低5%，氧气消耗50%，采用此工艺能减少氧气消耗25%。
[0014]实施例3:基于Mn (salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，具体操作如下:
(1)Mn (salen)催化纸的制备方法参照实施例1步骤(I)、(2)；
(2)在Mn(salen)催化纸、O2和表面活性剂0B-2存在的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理；对纸浆处理时，Mn(salen)催化纸的用量为纸浆质量的0.09%，处理的温度控制在100C，时间90min。对纸浆处理时，02的压力为0.5MPa、表面活性剂OB-2用量为0.3%。脱木素率为77%。采用此工艺脱木素率提高30%，粘度只降低7%，氧气消耗60%，采用此工艺能减少氧气消耗30%。
[0015]实施例4:基于Fe (salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，具体操作如下:
(1)Fe(salen)催化纸的制备方法参照实施例1步骤(I)、(2)；
(2)在Fe(salen)催化纸、O2和表面活性剂0B-4存在的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理；对纸浆处理时，Fe (salen)催化纸的用量为纸浆质量的0.06%，处理的温度控制在850C，时间50min。对纸浆处理时，02的压力为0.2MPa、表面活性剂0B-4用量为0.15%。脱木素率为75%。采用此工艺脱木素率提高28%，粘度只降低8%，氧气消耗55%，采用此工艺能减少氧气消耗27%。
[0016]实施例5:基于Co (salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，具体操作如下:
Cl) Co (salen)催化纸的制备方法参照实施例1步骤(I)、(2)；
(2)在Co (salen)催化纸、O2和表面活性剂0B-4存在的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理；对纸浆处理时，Fe (salen)催化纸的用量为纸浆质量的0.04%，处理的温度控制在950C，时间40min。对纸浆处理时，02的压力为0.4MPa、表面活性剂0B-4用量为0.25%。脱木素率为76%。采用此工艺脱木素率提高29%，粘度只降低7%，氧气消耗51%，采用此工艺能减少氧气消耗27%。
【主权项】
1.一种基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，其特征在于:在M(salen)催化纸存在的条件下加入表面活性剂0B，对纸浆进行氧脱木素处理，其中M(salen)催化纸中的 M 为 Cu、Co、Fe、Mn 或 Zn。2.根据权利要求1所述的基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，其特征在于:对纸浆进行氧脱木素处理时还添加了 02。3.根据权利要求2所述的基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，其特征在于:在纸浆氧脱木素处理过程中，M(salen)催化纸的用量为纸浆质量的.0.03?0.09%，02的压力为0.1?0.5MPa，表面活性剂OB的用量为纸浆质量的0.1?0.3%，氧脱木素在80?100°C下处理30?90min。
【专利摘要】本发明公开了一种基于M(salen)催化纸与表面活性剂的催化纸浆氧脱木素工艺，本发明涉及一种纸浆氧脱木素的改进工艺，属于纸浆氧脱木素技术。本发明主要包含以下步骤：①对纸浆进行氧脱木素处理，在基于M(salen)？(M=Cu、Co、Fe、Mn、Zn)催化纸、O2、表面活性剂OB的条件下，对纸浆进行氧脱木素处理；②对纸浆进行氧脱木素处理时，控制处理的温度、时间和催化纸、氧压、表面活性剂用量。本发明采用无污染的表面活性剂催化纸浆氧脱木素技术，原料用量少，对环境条件无苛刻要求，改善纸浆氧脱木素各项性能明显，可明显减少药剂消耗。
【IPC分类】D21C9/00
【公开号】CN105113308
【申请号】CN201510489800
【发明人】周学飞, 高田田
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月12日