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超声波处理对木质素磺酸钠物化性能的影响

《生物质化学工程》2014年2期
2014-05-01
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周宝文1,2,哈成勇1,邓莲丽1,2,莫建强1,2,孙淳宁1,2,沈敏敏1*

(1. 中国科学院 广州化学研究所;中国科学院纤维素化学重点实验室,广东 广州 510650;2. 中国科学院大学,北京 100049)

  摘 要:直接使用超声波处理木质素磺酸钠(LS)水溶液,探索了超声波作用时间、功率以及体系的pH值对超声波作用效果的影响,并通过UV、FT-IR、 1H NMR 和TGA来考察超声波对木质素磺酸钠物化性能的影响。结果显示:超声波作用15、45、60和 120 min,木质素磺酸钠的酚羟基质量分数由 0.65% 分别提高到 0.71%、0.74%、0.81% 和 0.87%。10 g的LS在100 mL水中经超声波处理,超声波功率从 100 W 增强到 300 W 时,酚羟基的质量分数从 0.69% 提高到 0.92%。超声波体系的pH值对超声波结果具有最明显的影响,当用H2SO4调节体系的pH值为0时,超声波处理得到最高质量分数的酚羟基,高达 1.58%。UV、FT-IR和 1H NMR 综合结果显示,超声波对木质素磺酸钠分子的整体结构影响不大,但也会造成局部结构如苯环的部分破裂和磺酸基团的破坏。TGA结果显示超声波对木质素磺酸钠热稳定性能的影响比较复杂,原因是超声波使降解和交联作用同时发生。300 W,20 kHz超声波处理LS水溶液60 min时,超声波的降解效应使超声波木质素磺酸钠(ULS)在200~600 ℃ 温度区间的热稳定性低于LS;当超声波 150 W 40 kHz,pH值为0(浓硫酸调节),超声波处理60 min时处理所得的ULS,交联效应使其在 680 ℃ 以上高温区的耐热性能比LS有所提高。

  关键词:超声波处理;木质素磺酸钠;物化性能;表征

  中图分类号:TQ35 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2014)02-0067-06


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