国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

白腐菌預(yù)處理竹子化機漿的XPS和AFM分析

2010-09-08 02:41熊建華程昊王雙飛李可成
中國造紙學(xué)報 2010年2期
關(guān)鍵詞:化機木素丙酮

熊建華程 昊王雙飛李可成

(1.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣西南寧,530004;2.廣西工學(xué)院生化系,廣西柳州,545006;

3.廣西大學(xué)造紙科學(xué)研究所,廣西南寧,530004;4.加拿大New Brunswick大學(xué),加拿大弗雷德里克頓,E3B6C2)

白腐菌預(yù)處理竹子化機漿的XPS和AFM分析

熊建華1,2,3,4程 昊2王雙飛3,*李可成4

(1.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣西南寧,530004;2.廣西工學(xué)院生化系,廣西柳州,545006;

3.廣西大學(xué)造紙科學(xué)研究所,廣西南寧,530004;4.加拿大New Brunswick大學(xué),加拿大弗雷德里克頓,E3B6C2)

利用XPS和AFM技術(shù)對白腐菌預(yù)處理前后的竹子化機漿纖維表面特性進行分析,探討白腐菌預(yù)處理對纖維表面木素和抽出物等化學(xué)組分以及表面微觀結(jié)構(gòu)的影響。利用XPS從化學(xué)分析的角度反映纖維表面O/C比值、C1s峰的碳價態(tài)的變化情況,并定量分析纖維表面木素和抽出物含量。結(jié)果表明,白腐菌預(yù)處理后纖維表面O/C比值增大,C1峰面積減小,說明白腐菌預(yù)處理后纖維表面木素和抽出物含量降低,碳水化合物含量增加。利用AFM對纖維表面形貌分析的結(jié)果與XPS結(jié)論一致。

CMP竹漿;生物機械制漿;表面特性;白腐菌

長期以來,人們對纖維的表面性能不是十分關(guān)注,因此對于纖維表面性能的研究報道較少。但是,越來越多的研究表明[1-3],纖維表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成,尤其是表面木素和半纖維素的含量及分布狀況對紙張纖維之間的結(jié)合強度及其他物理性能有著極其重要的影響。

X射線光電子能譜(XPS)是一種最主要的表面化學(xué)分析方法,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于表征纖維表面的木素、抽出物及碳水化合物等化學(xué)組成。而原子力顯微鏡(AFM)是研究觀察物體表面形貌的一種較為有效的新方法,在造紙工業(yè)中,它主要用來觀察纖維表面納米級的微觀結(jié)構(gòu)。本研究利用XPS對白腐菌預(yù)處理前后竹子化機漿纖維表面進行化學(xué)分析,定量地分析出纖維表面木素及抽出物含量的變化情況,再結(jié)合AFM對纖維表面形貌進行定性表征,旨在探討白腐菌預(yù)處理對竹子化機漿纖維表面化學(xué)組成和表面微觀結(jié)構(gòu)的影響,為提高白腐菌預(yù)處理竹子化機漿紙張物理強度提供理論依據(jù)。

1 實 驗

1.1 制漿方法

竹子化機漿:原料采用粉單竹,用Na2SO3進行預(yù)處理,原料和藥液混合均勻后倒入已經(jīng)預(yù)熱好的回轉(zhuǎn)電熱蒸煮鍋內(nèi),立即升溫至反應(yīng)溫度,保溫一定時間后即開鍋取出漿料。①化學(xué)預(yù)處理工藝條件:最高蒸煮溫度140℃,液比1∶4,Na2SO3用量15%(對絕干漿,下同),NaOH用量3%,保溫時間120 min;②磨漿工藝條件:磨漿設(shè)備為ZSP-300高濃磨漿機,磨漿間隙為5 mm、0.7 mm﹑0.2 mm。

竹子生物化機漿:經(jīng)白腐菌Tram etes hirsute19-6預(yù)處理14天的竹子再進行化學(xué)機械法制漿,其制備過程和方法同上。

經(jīng)丙酮抽提的竹子化機漿:竹子化機漿經(jīng)丙酮抽提,抽提方法參照Tappi標準T204方法進行。

經(jīng)丙酮抽提的竹子生物化機漿:竹子生物化機漿經(jīng)丙酮抽提,具體的抽提方法同上。

1.2 漿料化學(xué)成分分析

竹子化機漿和生物化機漿制漿結(jié)束后取一定量漿料,風(fēng)干后用植物粉碎機磨碎,過篩,截取能通過40目不能通過60目篩孔的細末,漿料的化學(xué)成分分析按相應(yīng)標準方法進行[4]。

1.3 頂空氣相色譜分析紙漿羧基含量

頂空氣相色譜分析紙漿羧基含量樣品的制備、預(yù)處理以及分析見參考文獻[5-7]。

1.4 XPS分析

在布氏漏斗中將紙漿抄成定量為80~100 g/m2的紙片(紙片直徑30 mm),并在潔凈的環(huán)境中自然干燥后,分別利用丙酮和去離子水在索氏抽提器中抽提4 h,用塑料袋密封保存?zhèn)溆?。XPS分析采用Leybold公司生產(chǎn)的Max200型XPS儀進行分析,操作功率為15 kV/15 mA。詳細實驗方法如文獻[8]所述。

1.5 AFM分析

將竹漿纖維用去離子水稀釋(漿濃控制在0.2%以下),攪拌使纖維充分分散,然后用吸管取少量竹漿懸浮液滴于載玻片上自然風(fēng)干。采用美國Asylum Research公司生產(chǎn)的MFP-3D(tm)型AF M在空氣中以接觸模式進行掃描,掃描頻率為1.0~1.5 Hz,電壓設(shè)定值為600~800 mV。選用的探針為Olympus公司生產(chǎn)的AC160TS(標準Si材料),其中探針的曲率半徑為10~20 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 白腐菌預(yù)處理對漿料化學(xué)組分的影響

白腐菌預(yù)處理前后漿料中各化學(xué)組分的變化情況如表1所示。由表1可知,白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿的纖維素含量明顯提高,木素和抽出物含量明顯降低。白腐菌預(yù)處理使竹子化機漿纖維素含量增加了14.9%;木素含量降低了14.4%;丙酮抽出物含量降低了27.5%。纖維素含量增加說明生物化機漿的紙漿強度性能變得更好,木素含量降低表明了生物化機漿的軟化程度更深,即白腐菌能夠選擇性地降解或軟化竹片中的木素,從而使后序的化學(xué)預(yù)處理過程藥品能夠滲透并在制漿過程中更容易地去除木素。白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿的抽出物含量降低,這樣會進一步降低對紙漿顏色的影響。

表1 竹子化機漿與生物化機漿的化學(xué)組成

在植物纖維中,羧基含量的多少直接反映纖維的離子交換能力:羧基越多,則其吸附金屬陽離子及濕部化學(xué)添加劑的能力越強。紙張表面的電性能還與羧基連接的金屬離子數(shù)量有關(guān)。同時,羧基與纖維的吸水潤脹性能密切相關(guān),因而對纖維與纖維間結(jié)合力有著極其重要的影響。白腐菌預(yù)處理后紙漿纖維的羧基含量明顯提高,前期的研究表明[9],白腐菌生物預(yù)處理軟化了竹子纖維細胞壁結(jié)構(gòu),使機械磨漿過程中纖維發(fā)生了更多的細纖維化和縱向分裂作用。由于纖維細胞初生壁和次生壁的脫落,使纖維變成了比表面積大的細小纖維,同時游離出大量的羧基,有利于纖維間的氫鍵結(jié)合,纖維間的結(jié)合力增強,從而改善了化機漿的強度。因此,白腐菌預(yù)處理后紙漿的羧基含量增加,是紙張內(nèi)結(jié)合強度提高和紙漿性能改善的本質(zhì)原因。同時也有文獻報道[10],漆酶作用于紙漿纖維時能夠提高紙漿中的羧基含量。在本研究中所有的白腐菌Tram etes hirsute19-6分泌的酶主要是漆酶和錳過氧化物酶,生物預(yù)處理使得竹子化機漿羧基含量提高可能是由于白腐菌分泌的漆酶作用的結(jié)果。

2.2 生物預(yù)處理對紙漿表面化學(xué)成分的影響

在紙漿中,可被XPS分析的原子只有C和O, C1s在纖維表面有4種結(jié)合方式,即C1、C2、C3和C4[11-17],且木質(zhì)纖維材料不同碳價態(tài)在XPS譜圖上的電子結(jié)合能有所不同:①C1代表只和C、H連接的C原子(—C—H,—C—C),其標準結(jié)合能是285 eV,來源于纖維表面的木素和抽出物;②C2代表與1個非羰基類的O原子連接的C原子(—C—O),其電子結(jié)合能是286.5 eV,來源于纖維素和半纖維素的羥基;③C3代表連有2個非羰基氧或1個羰基氧的C原子(O—C—O或CO),其電子結(jié)合能是288.3 eV,主要來源于木素分子中的羰基、醛基或纖維素分子的氧化產(chǎn)物;④C4代表連有一個羰基氧和一個非羰基氧的C原子(O—CO),其電子結(jié)合能是289.5 eV,由于纖維表面C4含量很小,通常在紙漿的XPS圖譜中很難檢測到。通常,對XP圖譜中的C1s峰進行分解,可分為C1、C2、C3和C4 4個小峰;O1s譜由雙重峰組成,分別表示O和C的連接方式,通過分析碳峰結(jié)合能的位置和強度可知C原子的結(jié)合方式及相對含量的變化,從而可以了解纖維表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。一般O1s的化學(xué)位移較小,以O(shè)1s峰作參照物,O1s的標準電子結(jié)合能為532 eV,其低結(jié)合能的O1來自木素(CO),高結(jié)合能的O2則主要來自碳水化合物(C—O)。

本研究對白腐菌預(yù)處理及抽提處理前后的竹子化機漿纖維表面分別進行XPS分析,目的在于探討白腐菌預(yù)處理對竹子化機漿纖維表面化學(xué)成分變化帶來的影響。氧碳比值(O/C)表示纖維表面XPS探測到深度范圍內(nèi)的O原子數(shù)與C原子數(shù)的比值。眾所周知,植物纖維的主要成分是碳水化合物和木素,并含有少量抽出物等。很多研究表明[18-21],纖維素分子中不存在C原子只與C或H相連接的化學(xué)鍵,即不存在單一的C—C和C—H連接,C1峰只在木素和抽出物中出現(xiàn)。根據(jù)這一原理,如果C1峰面積越大,則C2、C3和C4的峰面積就越小,而由于O原子只與C2、C3和C4相連接,因而O原子數(shù)也就越少,也就是說碳水化合物的含量就越低。因此,通過O/C比值可以反應(yīng)竹子化機漿纖維表面的木素和抽出物的含量高低情況。O/C比值越低,說明纖維表面木素和抽出物含量就越高,纖維表面覆蓋的胞間層可能就越多。相反,O/C比值越高,說明暴露在纖維表面的碳水化合物含量就越高。

白腐菌預(yù)處理和丙酮抽提前后竹子化機漿纖維表面O/C比值和各碳價態(tài)的變化情況如表2所示。圖1和圖2分別為白腐菌預(yù)處理前后的竹子化機漿纖維的XPS低分辨率掃描圖像,而圖3和圖4則分別為丙酮抽提后竹子化機漿和生物化機漿纖維的低分辨率掃描圖像。在圖1~圖4中只有C和O兩種元素出現(xiàn)了明顯的峰,其他元素的峰幾乎沒有被發(fā)現(xiàn)。對于一般的有機化合物來說,C和O在XPS中的標準結(jié)合能分別為285 eV(C1s)和532 eV(O1s),不過由于化學(xué)位移的作用導(dǎo)致其結(jié)合能是可以變化的。對于本研究,從圖1~圖4可以看出,竹子化機漿纖維的C和O的結(jié)合能與標準結(jié)合能相比均出現(xiàn)了一定的位移。

表2 不同處理方法竹子化機漿纖維表面O/C比值和表面碳價態(tài)的XPS分析

結(jié)合表2、圖1和圖2可知,白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面的O/C比值明顯增大(由原來的0.5480變?yōu)?.5698,上升了3.98%),同時C1s峰位向高結(jié)合能方向漂移;白腐菌預(yù)處理后的化機漿竹漿纖維表面C1由原來的31.3%下降到23.1%,而C2則由原來的56.3%上升到59.5%,C3也由原來的12.5%上升到14.1%。這應(yīng)當(dāng)是白腐菌預(yù)處理使得竹子化機漿表面脫除了更多的木素和抽出物,使表面暴露出更多富含碳水化合物組分的S1層結(jié)構(gòu)所致。

結(jié)合表2、圖3和圖4可知,經(jīng)過丙酮抽提后,竹子化機漿纖維和生物化機漿纖維表面的O/C比值較抽提之前都有所上升,竹子化機漿纖維表面的O/C比值由原來的0.5480變?yōu)?.5898,上升了7.63%,竹子生物化機漿纖維表面的O/C比值由原來的0.5698變?yōu)?.6260,上升了9.86%。由此可見,白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維樣品經(jīng)丙酮抽提后表面的O/C比值上升較為明顯,這說明白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿表面的木素和抽出物更容易去除,從而使得表面碳水化合物含量增大。丙酮抽提后的竹子化機漿纖維表面C1由原來的31.3%下降到25.5%,而C2則由原來的56.3%上升到58.4%,C3也由原來的12.5%上升到14.1%。白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面經(jīng)過丙酮抽提后,C1由原來的23.1%下降到21.8%,而C2則由原來的59.5%上升到61.0%,C3也由原來的14.1%上升到15.0%。由此可見,丙酮抽提去除纖維表面的抽出物后,C1峰下降明顯,纖維表面的碳水化合物含量有所提高。經(jīng)過丙酮抽提后竹子化機漿纖維表面和生物化機漿纖維表面的C1均下降明顯,這說明抽提后纖維表面的木素和抽出物含量明顯降低;C2和C3含量有所提高,說明抽提后纖維表面的碳水化合物含量有所提高。且這個結(jié)果與O/C比值的變化趨勢是一致的。同時經(jīng)白腐菌預(yù)處理的竹漿纖維表面碳價態(tài)變化更為顯著,進一步證實了白腐菌預(yù)處理對纖維表面木素和碳水化合物的去除作用,纖維表面暴露出更多的S1層。這也為白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維間結(jié)合力增加和紙漿強度提高提供了證據(jù)。

2.3 生物預(yù)處理對纖維表面木素及抽出物的影響

在制漿造紙分析中,XPS除了可以用于分析纖維表面的O/C比值和C1s峰的碳價態(tài)比以外,還可以用于定量分析纖維表面的木素和抽出物的含量。如前所述,由于純的纖維素和半纖維素分子中不會出現(xiàn)C1峰,因此,假如利用抽提的方法能完全去除纖維中的抽出物,則可以認為C1峰完全來自木素。植物纖維原料的上述特征原則上提供了一種通過C1峰來定量測定纖維表面木素和抽出物含量的方法。據(jù)文獻報道[11],在定量分析纖維表面木素和抽出物含量時,只要嚴格控制實驗過程中的各個實驗條件,以C1的百分比為基準可以用來計算纖維表面木素和抽出物含量。

式中:φlignin指表面木素含量;φextractives指表面抽出物含量;C1pulp指未經(jīng)抽提紙漿的C1含量;C1extractedpulp指抽提后紙漿的C1含量;49指磨木木素的C1含量; C1extractives指木素的C1含量,一般取94%;α為純纖維中C1的測量值(0~5%),一般取2%。

利用丙酮抽提處理竹子化機漿纖維,依據(jù)式(1)和(2),根據(jù)本實驗的結(jié)果,采用C1含量為基準來計算纖維表面木素和抽出物的含量,結(jié)果如表3所示。

由表3可知,對于白腐菌預(yù)處理前后的竹子化機漿纖維,其表面木素和抽出物的含量都遠遠高于其總木素含量和總抽出物含量,未經(jīng)白腐菌處理的竹子化機漿纖維總木素含量為14.64%,而其表面木素含量卻高達47.96%;未經(jīng)白腐菌處理的竹子化機漿纖維總抽出物含量為0.51%,而其表面抽出物含量卻高達8.47%。由此可見,竹子化機漿纖維中木素和抽出物主要集中在纖維的表面上,這是因為化機漿的纖維分離主要發(fā)生在胞間層,而胞間層的主要化學(xué)組成是木素和抽出物的緣故。

表3 竹子化機漿和生物化機漿纖維表面木素及抽出物含量

白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面木素含量由原來的47.96%下降到40.41%,降低了15.74%,而總木素含量下降了14.41%,由此說明白腐菌對表面木素的去除有一定作用。同時,白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面抽出物含量由原來的8.47%下降到1.80%,降低了78.7%,而總抽出物含量也僅下降了27.5%,因此,白腐菌預(yù)處理對表面抽出物的去除效果非常明顯??傊?白腐菌預(yù)處理后表面抽出物和表面木素含量都明顯降低了,這樣有利于纖維表面暴露出更多的羥基,從而提高了纖維間的結(jié)合強度,使得紙張強度得到提高。

2.4 AFM纖維形貌分析

圖5 竹子化機漿纖維表面的AFM圖

圖5是竹子化機漿纖維的AFM相圖和形貌圖從圖5可以看出,竹子化機漿纖維表面大部分被一層球狀的顆粒物質(zhì)所覆蓋,顆粒物質(zhì)以規(guī)則和不規(guī)則片狀兩種形式存在。之前的一些研究表明[22-27],這些顆粒物質(zhì)應(yīng)該是木素和抽出物等疏水性物質(zhì)。根據(jù)Franzen等于1986年提出的機械法制漿纖維分離模型,化機漿制漿工藝過程中纖維主要在胞間層分離,也有少部分纖維在S1層分離。因此,大部分富含木素和抽出物的胞間層仍然留在化機漿纖維表面上。

圖6為丙酮抽提后的竹子化機漿纖維AFM相圖和形貌圖。從圖6可以看出,經(jīng)過丙酮抽提后,原來覆蓋在竹子化機漿纖維表面的顆粒狀物質(zhì)減少,表面變得相對光滑。由于丙酮抽提主要去除的是抽出物組分,可以推測在竹子化機漿纖維的AFM相圖中觀察到的規(guī)則顆粒狀物質(zhì)是抽出物成分。這與Boras[22]利用AFM對化機漿纖維表面研究所得的結(jié)論一致,即抽出物以球狀顆粒狀覆蓋在纖維表面,而木素以不規(guī)則片狀存在于纖維表面。

圖7是白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維AFM相圖和形貌圖。從圖7可以看出,白腐菌預(yù)處理后,竹子化機漿纖維表面更加光滑整潔、細小纖維突起更加明顯,但纖維表面仍有部分未降解的顆粒狀物質(zhì)(即木素和抽出物),因此,白腐菌預(yù)處理使得覆蓋在纖維表面的木素和抽出物等疏水成分減少,纖維表面暴露出更多的碳水化合物成分,從而有利于纖維間結(jié)合強度和紙張物理強度性能的提高。

圖8是白腐菌預(yù)處理后的竹子化機漿纖維再經(jīng)過丙酮抽提的AFM相圖和形貌圖。從圖8可以看出,帶狀的絮狀纖維暴露在纖維表面,表面仍被少量的顆粒物質(zhì)覆蓋,但相對竹子化機漿纖維表面,顆粒物少,且能清晰地看到微細纖維的走向。這是由于白腐菌的生物降解和丙酮的抽提作用,去除了覆蓋在纖維表面的木素和抽出物,使更多的微細纖維暴露在纖維表面。

3 結(jié) 論

3.1 白腐菌預(yù)處理使竹子生物化機漿纖維素含量增加了14.9%,木素含量降低了14.4%,抽出物含量降低了27.5%,羧基含量明顯增加。說明白腐菌預(yù)處理使得生物化機漿的紙漿性能得到改善。

3.2 利用XPS對白腐菌預(yù)處理前后竹子化機漿纖維表面氧碳比值(O/C)和表面碳價態(tài)比的變化分析結(jié)果表明,白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面的O/C比值明顯增大,C1下降,說明白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面暴露出了更多的親水性基團,碳水化合物含量升高,木素和抽出物含量降低,這應(yīng)當(dāng)是白腐菌預(yù)處理使得竹子化機漿脫除了更多木素和抽出物,使表面暴露出更多富含碳水化合物組分的S1層結(jié)構(gòu)所致。

3.3 利用XPS對丙酮抽提前后竹子化機漿纖維表面O/C比值和表面碳價態(tài)比的變化分析結(jié)果表明,經(jīng)過丙酮抽提后,竹子化機漿纖維和白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維表面的O/C比值較抽提之前都有所上升,C1均下降明顯。且白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿纖維樣品經(jīng)過丙酮抽提后表面的O/C比值上升和C1下降較為明顯,這說明白腐菌預(yù)處理后竹子化機漿表面的木素和抽出物更容易去除,從而使得表面碳水化合物含量增大。

3.4 利用XPS定量分析纖維表面木素和抽出物的含量,從分析結(jié)果看,白腐菌預(yù)處理前后的竹子化機漿纖維的表面木素和抽出物的含量都遠遠高于其總木素含量和總抽出物含量,由此說明竹子化機漿纖維中的木素和抽出物主要集中在纖維表面上。同時,白腐菌預(yù)處理對竹子化機漿纖維表面的木素和抽出物有一定的降解作用。

3.5 通過AF M相圖,發(fā)現(xiàn)竹子化機漿纖維表面幾乎被一層顆粒狀物質(zhì)所覆蓋,且這些顆粒狀物質(zhì)有規(guī)則物和不規(guī)則物之分。抽提后對比竹子化機漿表面變化,可以證實其中尺寸較大、形狀不規(guī)則的顆粒狀物是木素成分,而那些尺寸較小、形狀規(guī)則的顆粒狀物則是抽出物成分。

3.6 通過對比白腐菌預(yù)處理和丙酮抽提前后的AFM相圖,發(fā)現(xiàn)白腐菌預(yù)處理和丙酮抽提處理后,竹子化機漿纖維表面覆蓋的顆粒狀物質(zhì)(包括木素和抽出物)減少,纖維表面暴露出富含碳水化合物的S1層。這與前面XPS分析結(jié)果是一致的,即白腐菌預(yù)處理對纖維表面的顆粒狀物質(zhì)(包括木素和抽出物)有一定的降解作用。

[1] Suurn?kkiA,Heijnesson A.ChemicalCharacterization of the Surface Layers ofUnbleached Pine and Birch Kraft Pulp Fibres[J].JPPS, 1996,22(2):43.

[2] Barzyk D,Ragauskas A.Acidic Group Topochemistry and Fibre-to Fibre Specific Bong Strength[J].JPPS,1997,23(2):59.

[3] Zhang Y,Sjogren B.Deter mination of Charged Groups inMechanical Pulp Fibers and their Influence on Pulp Properties[J].J.Wood Chem.Tech.,1994,14(1):83.

[4] 石淑蘭,何福望.制漿造紙分析與檢測[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2003.

[5] ChaiX S,Maurer R W,Hsieh J S,et al.An Improved and Practical Headspace GasChromatographicMethod forDetermination of Carboxy Acids Content inWood Fibers[J].Ind.Eng.Chem.Res.,2005, 44(26):10013.

[6] Chai X S,Hou Q X,Zhu J Y,et al.Carboxyl Groups in Wood Fibers.1.Determination of Carboxyl Groups by Headspace Ga Chromatography[J].Ind.Eng.Chem.Res.,2003,42(22): 5440.

[7] 侯慶喜,柴欣生,朱俊勇.應(yīng)用頂空氣相色譜測定紙漿纖維的羧基含量[J].中國造紙,2005,24(9):5.

[8] Li K,Reeve D W.The origins of kraft pulp fiber surface lignin[J]. J.Pulp Paper Sci.,2002,28(11):369.

[9] 熊建華,王雙飛,李可成.白腐菌Trametes hirsuta19-6預(yù)處理竹子化機漿的研究[J].造紙科學(xué)與技術(shù),2009,28(3):19.

[10] Takeyama S,GrayD G.An ESCA study of the chemisorption of ste aric acid vapor on cellulose[J].Cellulose Chem.Technol.,1982, 16:133.

[11] 詹懷宇.纖維化學(xué)與物理[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

[12] ?sterberg M.On the Interactions in Cellulose Systems:Surfac Forces and Adsorption[M].Stockholm(Sweden):The Royal Insti tute of Technology,2000.

[13] Str?m G,Carlsson G.Wettability of kraft pulps—effects of surfac composition and oxygen plasma treatment[J].J.Adhesion Sci. Technol.,1992,6(6):745.

[14] Koljonen K,?sterbergM,Johansson L S,et al.Surface chemistr and morphology of different mechanical pulps deter mined by ESCA and AFM[J].Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.As pects,2003,228(1):143.

[15] Johansson L S.Monitoring fibre surfaces with XPS in paper makin processes[J].Microchim.Acta.,2002,138(3):217.

[16] Johansson L S,Campbell J M,Fardim P.An XPS round robin in vestigation on analysis ofwood pulp fibres and filterpaper[J].Sur face Science,2005,584:126.

[17] Johansson L S,Campbell J M,Koljonen K.Evaluation of surfac lignin on cellulose fibers with XPS[J].Applied Surface Science, 1999,144/145(4):92.

[18] Kecheng Li,Reeve D W.Deter mination of Surface Lignin ofWood Pulp Fibers by X-ray Photoelectron Spectroscopy[J].Cellulos Chemistry and Technology,2004,38(3/4):197.

[19] Dorris GM,GrayD G.The surface analysisofpaper andwood fibe by ESCA(I).Application of Cellulose and Lignin[J].Cellulos Chemistry and Technology,1978,12:9.

[20] Dorris GM,GrayD G.The surface analysisofpaper andwood fibe by ESCA(II).Surface composition ofmechanicalpulps[J].Cellu lose Chemistry and Technology,1978,12:721.

[21] Gray D G.The surface analysis of paper and wood fiber by ESCA (III).Interpretation of Carbon(1s)Peak Shape[J].Cellulos Chemistry and Technology,1978,12:735.

[22] Linda Boras,Gatenholm Paul.Surface Composition and Morpholog of CT MP Fibers[J].Holzforschung,1999,53(2):188.

[23] Sundholm J.Mechnical Pulping[M].Finnish Paper Engineers'As sociation and Tappi,1999.

[24] Snell R,Groom L H,Rials T G.Characterizing the surface roughness of Ther momechnical pulp fibers with atomic force microscopy [J].Holzforschung,2001,55(5):5.

[25] HenrikssonA,Gatenholm P.Surface PropertiesofCT MP fibersmodified with xylans[J].Cellulose,2002,9(1):55.

[26] Gustafsson J,Lehto J H,Tienvieri T.Surface Characteristics of thermomechanical pulps;the influence of defibration temperature and refi ning[J].Colloids and Surface A:physicochemical and engineerin aspects 2003,225(1/2/3):95.

[27] Pereira D E D.Lignin Studied by Atomic Force Microscopy[D]. Basle:University ofBasle,1998.

Abstract:The surface properties of bamboo CMP fibers before and after white-rot fungi pretreatment were analyzed by XPS and AFM.Th effects of the pretreatment on the changes of surface composition and ultra-structure were discussed.XPSwas used to identify the O/C rati and the C1 percentage changes brought by fungipretreatment.The lignin and extractives contentson fiber surfacewere also analyzed byXPS. The results of XPS analysis showed that the fungipretreated CMP fibers had a higherO/C ratio and lowerC1 percentage than the controlpulp fibers.This implied that fungipretreated pulp had less lignin and extractives,andmore hydrophilic groups and carbohydrate on the fiber sur face.The fiber surface morphology analysed byAFM also approved the result of XPS analysis.

Keywords:bamboo CMP;biomechanical pulping;surface properties;white-rot fungi

(責(zé)任編輯:劉振華)

Analysis of Bamboo CM P Pretreated withW hite-rot Fungi by XPS and AFM

X IONG Jian-hua1,2,3,4CHENG Hao2WANG Shuang-fei3,*L I Ke-cheng4
(1.Department of Chem istry and Chem ical Engineering of Guangxi University,Nanning,Guangxi Zhuang Autonom ous Region,530004; 2.Depar tm ent of B iological and Chem ical Engineering,Guangxi University of Technology,Liuzhou,Guangxi Zhuang Autonom ous Region,545006;3.Pulp&Paper Institute of Guangxi University,Nanning,Guangxi Zhuang Autonom ous Region,530004;4.Depar tm ent of Chem ical Engineering and Lim erick Pulp and Paper Centre,University of New B runswick,Fredericton,NB,Canada,E3B6C2)
(*E-mail:wangsf@gxu.edu.cn)

TS71+2;TS749+3

A

1000-6842(2010)02-0032-07

2010-02-01(修改稿)

本課題為國家973計劃前期研究項目資助課題,項目編號:2006CB708600。

熊建華,女;博士;主要研究方向:生物制漿及清潔生產(chǎn)。

*通信聯(lián)系人:王雙飛,E-mail:wangsf@gxu.edu.cn。

猜你喜歡
化機木素丙酮
臥式薄層干化機內(nèi)壁磨損失效形式及機理研究
制藥工藝尾氣中丙酮的膜法回收
化機漿在生活用紙中的應(yīng)用
工業(yè)堿木素不同純化方法的效果比較
基于CuO/ZnO異質(zhì)結(jié)納米花的薄膜型丙酮傳感器研究
氯代丙酮合成方法的研究進展
關(guān)于超聲波漿、白云漿、化機漿對比分析報告
乙醇木素的提純研究
MVR技術(shù)在化機漿廢液處理中的應(yīng)用
制藥企業(yè)丙酮回收技術(shù)與應(yīng)用
崇州市| 海阳市| 广南县| 开江县| 临澧县| 黄浦区| 东光县| 合阳县| 利川市| 唐海县| 资兴市| 泗洪县| 曲阜市| 武冈市| 汉阴县| 贵德县| 澳门| 枣强县| 诸暨市| 陕西省| 尼木县| 榆林市| 利川市| 霸州市| 乌鲁木齐县| 宝兴县| 江门市| 桐庐县| 苗栗县| 廉江市| 保亭| 信宜市| 阿克| 永兴县| 若羌县| 五常市| 青川县| 会理县| 博白县| 东明县| 都兰县|