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离子液体稻草制浆方法研究

作　者: 王艳艳
导　师: 邓宇
学　校: 天津科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 离子液体 ([HN+-（C2H5）3]HSO4-) ([NH-（C2H4OH）3]+) [Emim]OH [Emim]Br 微波技术 稻草 制浆
分类号: TS743
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


离子液体作为一种绿色溶剂,近年来已被广泛的应用到各个领域。研究了离子液体的合成,并对稻草在离子液体中的制浆蒸煮情况进行了探索。首先,合成四种不同的离子液体。分别采用常规法和微波法合成了溴化1-乙基-3-甲基咪畔离子液体,通过单因素及正交试验优化其合成条件,并在微波条件下对其合成进行了初步动力学研究,得到此反应为二级反应,且反应速率常数为0.0993；采用常规法合成了磺酸基三乙胺离子液体,并对其合成条件进行优化；参考文献合成了[Emim]OH和[NH-(C2H4OH)3]+)两种碱性离子液体,并对比文献谱图,确定所合成的离子液体即为目标产物。其次,考察稻草在不同离子液体制浆蒸煮情况。选择了磺酸基三乙胺离子液体([HN+-(C2H5)3]HSO4-)、([NH-(C2H4OH)3]+)碱性离子液体作为主要研究对象进行了较为深入的制浆研究,得出：磺酸基三乙胺离子液体([HN+-(C2H5)3]HSO4-)在传统加热条件下,离子液体与稻草液固比为8：1,离子液体浓度为90%,常压回流蒸煮60min时,制浆效果较好,木质索脱除量最大；在微波辐射条件下,离子液体与稻草液固比为8：1,离子液体浓度90%,微波功率150W,蒸煮时间20min时,制浆效果较好,脱木质素的量最大,纸浆得率在50%左右。(NH-(C2H4OH)3]+)碱性离子液体稻草制浆通过正交实验得出较佳工艺条件为：液固比5：1,微波功率350W,蒸煮时间30min,纸浆得率在40%左右。对碱性离子液体[Emim]OH、澳化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体([Emim]Br)进行了制浆过程的初步探索,得出：[Emim]OH碱性离r液体常压传统加热条件下较佳的制浆工艺条件为：离子液体浓度为70%,液固比为12：1,蒸煮温度90℃,时间控制在90min,纸浆得率在60%左右；[Emim]Br中性离子液体微波制浆,较优的微波蒸煮功率为100W,反应时间为8min,反应温度控制为100℃。最后,对离子液体进行回收重复再利用,并对部分离子液体进行红外光谱表征,结果农明回收前后离子液体结构几乎没有变化,回收的离子液体可以重复利用多次,性能不变,对稻草蒸煮制浆的效果也几乎没有影响。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 前言  9-25
  1.1 引言  9
  1.2 非木材制浆简介  9-14
    1.2.1 非木材纤维原料制浆的特征  10
    1.2.2 非木材纤维原料制浆技术研究进展  10-14
  1.3 离子液体简介  14-19
    1.3.1 离子液体的定义  14-15
    1.3.2 离子液体的分类  15
    1.3.3 离子液体的性质  15-17
    1.3.4 离子液体在制浆造纸中的应用  17-19
  1.4 微波处理技术  19-22
    1.4.1 微波加热原理  19
    1.4.2 微波加热特点  19-20
    1.4.3 微波处理技术在制浆造纸中的应用  20-22
  1.5 微波-离子液体应用现状  22-23
  1.6 本论文研究的内容及意义  23-25
    1.6.1 本论文研究的内容  23
    1.6.2 本论文研究的意义  23-24
    1.6.3 本论文的创新点  24-25
2 离子液体的合成  25-44
  2.1 溴化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体的合成及其动力学研究  25-33
    2.1.1 实验  25-26
    2.1.2 结果与讨论  26-33
    2.1.3 小结  33
  2.2 磺酸基三乙胺离子液体([HN~+-(C_2H_5)_3]HSO_4~-)的合成  33-38
    2.2.1 实验  33-34
    2.2.2 结果与讨论  34-38
    2.2.3 小结  38
  2.3 碱性离子液体([Emim]OH)的合成  38-41
    2.3.1 实验  38-39
    2.3.2 结果与讨论  39-41
    2.3.3 小结  41
  2.4 ([NH-(C_2H_4OH)_3]~+)碱性离子液体的合成  41-43
    2.4.1 实验  41-42
    2.4.2 结果与讨论  42-43
    2.4.3 小结  43
  2.5 本章小结  43-44
3 稻草在离子液体中蒸煮制浆研究  44-75
  3.1 稻草在([HN~+-(C_2H_5)_3]HSO_4~-)酸性离子液体中蒸煮制浆  44-56
    3.1.1 实验  44-47
    3.1.2 结果与讨论  47-56
    3.1.3 小结  56
  3.2 稻草在(NH-(C_2H_4OH)_3]~+)碱性离子液体中蒸煮制浆  56-65
    3.2.1 实验  56-58
    3.2.2 结果与讨论  58-65
    3.2.3 小结  65
  3.3 稻草在([Emim]OH)碱性离子液体中蒸煮制浆  65-73
    3.3.1 实验  65-66
    3.3.2 结果与讨论  66-72
    3.3.3 小结  72-73
  3.4 稻草在([Emim]Br)中性离子液体中蒸煮制浆  73-75
    3.4.1 实验  73-74
    3.4.2 结果与讨论  74
    3.4.3 小结  74-75
4 结论  75-77
5 展望  77-78
6 参考文献  78-83
7 攻读硕士学位期间发表的论文  83-84
8 致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 造纸工业 > 制浆工艺 > 制浆法
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