造纸黑液的磺化开题报告

1. 研究目的与意义

在环保意识日益增强的今天，造纸行业废水作为破坏环境的主要污染源日益受到人们的重视。我国造纸行业废水污染仅次于冶金、石化而居第三位[1]，其排放量约占全国工业废水排放量的1/6，cod（chemicaloxygendemand，化学需氧量）排放量占1/4，其中造纸黑液中的有机物含量占整个造纸废水有机物污染的90%[2]。

造纸工业广泛采用的碱法制浆工艺，无论以木本还是非木本植物为原料，均产生大量黑液。黑液直接排放会严重破坏生态环境，但是如果将造纸黑液中所含的污染物作为资源进行回收，就能变废为宝，创造出极为可观的价值。目前应用于黑液治理的方法主要有：碱回收法、木质素的提取、生物处理法、联产资源化法等。这些方法各有利弊，就目前而言，碱回收法是碱法制浆黑液污染治理的最有效最经济的方法[3]，但造成木质素这种可再生资源的巨大浪费，因此将黑液中的木质素进行化学改性以实现木质素的高值化利用势在必行。利用制浆黑液中的碱木质素进行磺化改性是木质素实现高值化利用的途径之一。

木质素磺酸盐作为木质素磺化衍生的一类化合物，通常被用作普通减水剂，近年来对其改性制备高效减水剂的报道日益增多。目前，关于木质素磺酸盐减水剂改性的方法主要有三种：一是通过两种外加剂复合，以克服各自缺点，达到理想的减水、保坍和耐久性能；二是从分子设计的角度，通过化学方法使有害基团无害化或转变为有利基团，从根本上改善其性能；三是通过物理吸附、超滤、萃取等方法，使不同分子量的木质素磺酸盐分离，除去其中小分子量部分和大分子量部分，保留分散减水效果较好的中间分子量部分。有时为了达到更加理想的减水效果，可将三种方法配合使用，尤其是通过物理改性和化学改性相结合的办法，通过调整分子量和功能基团，既可提高木质素磺酸盐的分散减水作用，又可改善其超掺时的引气效果，克服过度缓凝的弊端。

2. 国内外研究现状分析

近年来国内部分科研单位如华南理工大学[4～6]、南京大学[7]等对黑液的直接磺化工艺做了开创性工作，取得了部分成果。

利用造纸黑液为原料进行磺化改性制备木质素磺酸盐的方式有两种[8]：一是将黑液浓缩后直接磺化；二是从黑液中提取木质素后，再将木质素磺化。

（1）将黑液浓缩后直接磺化

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）设计正交试验，由光散射法测定产物的重均分子量，以达到分子量可控。

（2）测定黑液磺化产物的磺化度。

4. 研究创新点

一是通过光散射法测分子量达到产物的分子量可控；二是以造纸黑液改性水泥外加剂，无须脱水过滤洗涤等繁缛环节，即可实现从黑液直接到高性能减水剂的工艺流程，真正做到变废为宝。