随着环保观念的不断深入,清洁制浆和绿色漂白越来越受到整个造纸工业的重视。过氧化氢(H2O2)漂白是全无氯漂白(TCF)中的重要漂白工序,可用于多种纸浆的漂白,并且漂白后的纸浆具有得率高、白度稳定性好、返黄度低等诸多优点;同时漂后的废水中不含有机氯化物,可有效减轻漂白废水的毒性。然而,在实际漂白过程中存在着过氧化氢漂白效率低的问题,过氧化氢极易在过渡金属离子(如:Fe3+,Mn2+,Cu2+等)或其他活性基团的攻击下发生无效分解,不但造成过氧化氢的浪费,降低了漂白效率,而且分解产生的自由基还会造成纤维素的裂解,纸浆黏度的下降。因此,为提高过氧化氢漂白效率及选择性,对纸浆进行适当的漂前处理是很有必要的。本文以速生桉木硫酸盐浆为原料,研究了纸浆重要参数的快速检测方法、硼氢化钠预处理对过氧化氢漂白的影响及其作用机制。具体而言:建立了纸浆中羰基基团的检测方法;探讨了硼氢化钠预处理对化学浆过氧化氢漂白过程、纸浆及废液主要成分及漂白选择性的影响;同时研究了硼氢化钠用于化学浆过氧化氢漂白预处理的作用机制。本论文的完成为硼氢化钠预处理用于纸浆过氧化氢漂白工艺提供重要参考,为其应用于化机浆过氧化氢漂白提供理论指导。纸浆中的羰基基团含量可反映Na BH4预处理纸浆的效果,论文首先基于顶空气相色谱的相反应转化技术,研究并建立了纸浆中羰基基团含量的检测方法。具体而言:浆中羰基基团含量的检测是基于以一定量的硼氢化钠(Na BH4)和纸浆中的羰基基团在碱性介质中反应使羰基转化为相应的醇,而未参与反应的Na BH4在加热、酸性条件下发生分解反应而转化成氢气(H2),通过定量检测H2,从而间接检测出纸浆中的羰基基团含量。结果表明,纸浆中羰基基团含量检测方法的最佳条件是:总体积14m L,纸浆浓度为2%,加入量为12m L,Na BH4浓度为0.5g/L,加入量为1m L,硫酸浓度为0.8mol/L,加入量为1m L,反应温度及时间分别为90℃、180min;该方法的定量限为1.26μmol,相对标准偏差小于2.0%,回收率范围为97%~105%。上述方法准确、可靠,可实现样品的快速批量检测。研究了硼氢化钠预处理对过氧化氢漂白效果的影响,并与酸处理结果进行了比较。结果表明,与酸处理相比,硼氢化钠预处理纸浆有利于提高纸浆黏度、降低纸浆卡伯值,有效提高过氧化氢漂白效率;硼氢化钠因为其还原性,用于过氧化氢漂白预处理时能有效降低纸浆中的羰基基团含量;与无预处理相比,硼氢化钠预处理有利于减少过氧化氢无效分解,该工艺对纸浆卡伯值、黏度以及白度均没有不利的影响。同时研究了不同预处理方式对过氧化氢漂白废液中溶出木素、甲醇、碳酸根、草酸根含量的影响及其与纸浆脱木素率的关系。结果表明,酸预处理p H值对过氧化氢漂白废液成分具有显著的影响,p H值的减小有利于提高过氧化氢的有效利用率;同时也有利于降低废液中的有机物含量;但碳酸根、草酸根的含量却增多,易造成设备结垢和管道堵塞。与酸处理相比,硼氢化钠预处理漂白废液中溶出木素含量、甲醇较高,但有利于降低漂白废液中草酸根离、碳酸根、结垢离子含量,可有效降低废液处理难度。论文的最后研究了漂白废液中残余过氧化氢含量、p H值、溶出木素含量、溶出木素的紫外全光谱吸收、甲醇含量以及纸浆返黄值等的变化,探讨了硼氢化钠用于过氧化氢漂白预处理的作用机制,并且以葡萄糖为模型物,研究了Na2Si O3对Na BH4还原羰基的催化作用影响条件。结果表明,硼氢化钠预处理在化学浆卡伯值较高时可有效提高其的白度,但在纸浆卡伯值较低时效果不明显,表明硼氢化钠预处理可有效提高高卡伯值未漂浆过氧化氢漂白纸浆的白度;硼氢化钠预处理作用机制为:预处理时Na BH4与纸浆中过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高过氧化氢漂白效率;同时也可消除木素中的羰基结构,降低其反应活性,减少过氧化氢与木素的反应的消耗,以此减少了废液中甲醇的生成;硼氢化钠预处理过程中,添加一定量的硅酸钠能有效催化羰基基团的还原,加快预处理过程,温度和反应时间是影响硅酸钠催化作用的重要因素。本文以化学浆为原料探讨了硼氢化钠预处理作用机制,可为实际生产中的化机浆过氧化氢漂白提供一定的参考。