由中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所陳繼、郭琳和劉郁發(fā)明的“利用離子液體進(jìn)行辦公廢紙脫墨脫色的方法”的專(zhuān)利,2010年5月獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)(專(zhuān)利號(hào):200710055832.3)。
辦公廢紙的回收利用是解決造紙工業(yè)面臨的原料短缺、能源緊張和污染嚴(yán)重的有效途徑,然而其回收產(chǎn)生的二次污染也引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和重視。傳統(tǒng)的廢紙回收脫墨方法為堿皂化或者使用苯、三氯乙烯等有機(jī)溶劑輔助脫墨,大量化學(xué)試劑的加入引起脫墨廢水污染負(fù)荷增加。酶法脫墨技術(shù)中所用的生物酶也需加入酸堿調(diào)節(jié)pH值,同樣存在環(huán)境污染。因此,研發(fā)綠色低污染的回收工藝是辦公廢紙回收的根本。辦公廢紙回收過(guò)程中,不僅含有可回收的有效成分纖維素,還含有油墨、顏料等易于分散卻難于分離的雜質(zhì)。因此,如何高效地分離纖維素和油墨、顏料等雜質(zhì)是辦公廢紙回收中重要目標(biāo)之一。
陳繼課題組在多年離子液體的研究基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了在微波的輔助加熱下離子液體回收辦公廢紙的工藝。離子液體作為一種重要的綠色溶劑,已被廣泛應(yīng)用于纖維素溶解及其衍生化過(guò)程。離子液體,例如:1-甲基-3-丁基咪唑氯鹽,可以溶解濾紙,纖維素的最大溶解量可達(dá)25%,具有潛在的應(yīng)用前景。離子液體溶液浸泡纖維使之潤(rùn)漲,陰離子Cl-可以與纖維素分子上的烴基形成氫鍵,使纖維素分子間或分子內(nèi)的氫鍵作用減弱,疏解分離纖維,破壞油墨和顏料粒子對(duì)纖維的粘附力,從而促進(jìn)纖維素的溶解。在本專(zhuān)利中,離子液體對(duì)纖維素的溶解促使油墨和顏料分子與纖維素的脫離,分別通過(guò)離心除去油墨和活性炭吸附顏料分子。離子液體和纖維素溶液鋪膜后水洗,分離離子液體和纖維素,纖維素膜進(jìn)一步加工成纖維素絲、片、膜。離子液體通過(guò)雙水相回收技術(shù),即本組另一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利“一種水溶液中離子液體富集工藝”( ZL200610017298.2),富集后的離子液體,純化干燥后繼續(xù)使用。
本發(fā)明解決了傳統(tǒng)脫墨工藝中酸、堿和有機(jī)溶劑用量大,毒性較大、環(huán)境污染嚴(yán)重和辦公廢紙脫墨效果不理想的問(wèn)題。通過(guò)微波輔助加熱加快了纖維溶解速度,脫墨和脫色同時(shí)進(jìn)行,提高了回收效率,簡(jiǎn)化了工藝步驟。微波加熱設(shè)備簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,操作條件溫和。該發(fā)明為辦公廢紙的清潔分離提供了嶄新的研究思路,具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。
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