[发明专利]固载化希夫碱金属催化漂白纸浆的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种固载化希夫碱金属催化漂白纸浆工艺，属于造纸领域。

背景技术

纸浆漂白是脱除颜色提高白度的过程。常规漂白产生氯代有机物，污染环境。制浆造纸业已尽量少用含氯漂白。纸浆漂白木素的有效降解和选择性脱除是关键的工艺。因此，开发有效和选择性的漂白剂仍是纸浆漂白的一个挑战。采用白腐菌和酶的生物漂白是一种选择。一些木素过氧化物酶和锰过氧化物酶催化的反应，可以被非酶化合物催化，这些仿酶系统已得到重视，可以替代木素降解酶，因为它们更经济，更容易使用；在这方面，希夫碱金属配合物已被广泛研究。现有技术中公开的希夫碱金属配合物在纸浆的漂白中存在稳定性低，选择性差、反应时间长，对反应设备的要求高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固载化希夫碱（salen）金属催化漂白纸浆的工艺，该工艺是一项改进的纸浆仿酶漂白技术，其工艺技术容易实施，无污染，漂白效果好。

解决本发明的技术问题所采用的方案如下：在漂白处理中，保证固载化希夫碱金属存在的条件下，对纸浆进行漂白处理，同时添加入过氧酸和醇。

本发明所述在纸浆漂白处理过程中，固载化希夫碱金属的用量为纸浆质量的0.02～0.04%，过氧酸用量为纸浆质量的0.4～0.6%，醇的用量为纸浆质量的40-60%，漂白在60～80℃温度下处理100～140min。

本发明所述固载化希夫碱金属为固载化Cu-salen、固载化Mn-salen、固载化Co-salen、固载化Fe- salen、固载化Ni- salen、固载化Zn- salen中的一种。

本发明所述过氧酸为过氧乙酸、过氧硫酸、过氧甲酸中的一种。

本发明中醇为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种。

本发明中固载化希夫碱金属采用常规方法制备，如采用太原理工大学博士学位论文“分子筛中对称与不对称金属配合物的结构与催化性能研究”中的方法。

本发明中提到纸浆是指采用传统工艺或现有技术制备的纸浆，并对该纸浆进行漂白。

本发明的有益效果是:

（1）原料易得到，用量极少，工艺实施容易；

（2）提高纸浆白度明显，采用固载化希夫碱金属催化预处理工序，可提高TCF（全无氯）终漂纸浆白度20-30%ISO； 

（3）全过程采用全无氯的漂白技术，在漂白过程中无需添加碱性试剂和有毒试剂，漂白过程无污染产生，且对设备要求低，无需通氧压力设备。

（4）本发明申请中的催化剂的固载化提高了催化剂的稳定性和协同性，提高反应的选择性；三类化学试剂的协同作用，明显提高了纸浆的漂白度。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：固载化Cu-salen催化漂白纸浆的工艺，具体内容如下：

（1）    固载化Cu-salen的制备

① 席夫碱配体Salen的合成

取2.5g乙二胺和8.5mL水杨醛溶解于18mL甲醇中，在冰水浴中搅拌30min，静置15min后，减压抽滤，用1mL乙醚洗涤，在33℃下真空干燥，得淡黄色固体，再用160mL无水乙醇重结晶，在33℃下真空干燥，得亮黄色晶体，即得席夫碱配体salen；

② 固载化Cu-salen的合成

将0.6389g CuAc₂·H₂O溶于400mL去离子水中，然后加入20g NaY分子筛，在室温下搅拌24 h，过滤出固体，用去离子水洗三次，最后在120℃干燥12h，分别得到Cu/Y。

将Cu/Y与过量的席夫碱配体salen 在氮气保护下混合均匀，混合物转移到圆底烧瓶，抽真空，密封，加热到150℃，保持24h。最后，所得产物用丙酮抽提，去掉未反应的配体，分子筛NaY中未配合的金属离子用0.1mol/L的NaCl溶液离子反交换，最后用去离子水洗，直到没有氯离子，即得固载化Cu-salen。

（2）固载化Cu-salen催化漂白纸浆的工艺如下：

在浓度为5%的纸浆中，添加固载化Cu-salen、CH₃COOOH和CH₃OH对纸浆进行处理，固载化Cu-salen的用量为纸浆质量的0.02%， CH₃COOOH用量为纸浆质量的0.4%，CH₃OH的用量为纸浆质量40%，漂白在80℃温度下处理100min；通过上述方法TCF终漂纸浆白度提高25%ISO。