超声波活化碱木质素及多效碱木质素水处理剂合成与应用研究

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1、东北林业大学博士学位论文超声波活化碱木质素及多效碱木质素水处理剂合成与应用研究姓名：任世学申请学位级别：博士专业：林产化学加工工程指导教师：方桂珍20050601基团发生了化学反应，生成了不溶于水的物质，从而达到脱色的目的。对于酸性红橙和酸性红染料，脱色率随絮凝剂的投加量的增加而增大，较低的pH值对酸性红橙和酸性红染料絮凝是比较有利。这是由于pH较低时，木质素分子上的一COOH未离解，而酸性红染料悬浮颗粒把矿浓集于周围，表面酸度相当高，此时与进染料悬浮粒子表面范围的高分子进行氢键吸附更容易，．COOH成为质子给予体。同时絮

2、凝剂中的季铵离子也不断被吸附到悬浮粒子表面，中和其表面电荷，粒子间彼此碰撞，进行吸附架桥，因而对于酸性红橙和酸性红具有较好的絮凝效果。对含负电性胶体颗粒如高岭土溶液也有较好的絮凝作用，并且较低的pH值对高岭土溶液的絮凝效果较好。另外，木质素季胺盐也有一定的表面活性，对碳酸钙颗粒也有一定的分散作用，对有ca2+和Mf+的络合能力较弱。磺化麦草碱木质素季胺盐对酸性黑A丌、酸性红橙、酸性红等染料废水均具有较好的絮凝效果。磺化麦草碱木质素季胺盐的阴离子基团磺酸基可与染料分子的氨基结合，其阳离子基团可与染料分子的磺酸基团结合，从而有

3、效降低了染料中亲水性基团如磺酸基、氨基和羟基的数目，进而提高了染料的疏水性。磺化麦草碱木质素季胺盐基还可在染料分子之间起到架桥连接作用，使染料分子形成大的聚集体而沉淀除去。另外，由于染料本身的分子结构的不同，也会对要染料脱色效果产生较大的影响。在磺化麦草碱木质素季胺盐中加入浓度为500mg／L的聚合氯化铝后，对酸性染料废水的絮凝性能会有较好的协同效果。对于味精水溶液，随着药剂浓度的增加，味精水溶液COD去除率也增加。另外，磺化麦草碱木质素季胺盐也有一定的表面活性，对碳酸钙颗粒和高蛉土也有一定的分散作用，对有ca2+和M孑+

4、的络合能力较弱。虽然利用麦草碱木质素制备磺化麦草碱木质素季胺盐的合成和应用研究至今尚未见有报道，但其良好的絮凝性能在水处理行业，尤其是在酸性染料废水的应用方面，具有重要意义。碱木质素膦酸季胺盐是一种多效水处理剂，对碳酸钙和硫酸钙垢均有较好的阻垢效果，同时对酸性染料有一定的絮凝性能，对钙离子和镁离子具有一定的络合能力。对碳酸钙垢来说，用量为12mg／L时，阻垢率已达78．8％。碱木质素膦酸季胺盐不适用于高硬度水中，而在中、低硬度水中阻垢效果较好。另外，随着溶液pH值的升高，阻垢率下降，尤其是当pH>9，0后，阻垢率下降较明显

5、。这是因为随着溶液pH值的增加，溶液中C032-浓度增大，使得CaC03生成速度提高，阻垢率明显下降。碱木质素膦酸季胺盐对碳酸钙晶核具有很好的分散作用，通过吸附在碳酸钙颗粒表面，增加了颗粒间的静电斥力和空间位阻，使晶核高度分散在溶液中，减少相互碰撞形成晶体析出的机会。碱木质素膦酸季胺盐对硫酸钙垢也有类似的阻垢效果和适用条件。碱木质素膦基盐与碱木质素膦酸季胺盐有类似的性质和适用条件。麦草碱木质素季胺盐、磺化麦草碱木质素季胺盐、麦草碱木质素瞵酸季胺盐和麦草碱木质索膦基盐作为工业水处理剂的应用研究，将为来源丰富、无毒、价廉、尚未

6、高效利用、可生物降解的天然资源——木质素的应用提供基础理论依据，并探索一条提高木质素反应活性的新型技术路线。关键词碱木质素超声波活化麦草碱木质素季胺盐磺化麦草碱木质素季胺盐麦草碱本质素膦酸季胺盐麦草碱木质素膦基盐AbstractTheresearchisthepartoftheStudyonPd／CCatalyzingandDeoxidizingWheat-strawAlkliLigninandDevelopingtheHosphono-拙ali-ligninSalt，supportedbytheNationalNatur

7、alScienceFoundationofChina．Wheat—strawalkliligninfromblackliquoristheimportantby-productinpangindustryofChina。Itislessreactionactivationcentrebecauseofthelignin’sstructureanditsapplicationsarelimited．Thenthealkaliligninofwheat-strawisprocessedbythedtrasonicandthea

8、ctivationoftheultrasoniconthealkaliligninisdiscussed．Threefactors，theullxasonieproceSsing’Spower,theultrasomcprocessing’Stimeandtheratioofliquortomartia