為了更好地了解漂白各階段漿粕表面化學(xué)組成的變化，需要對窄區(qū)掃描得到的Cls區(qū)域的高分辨率XPS譜進行詳細(xì)地分析。Dorris等n1在1978年首先發(fā)表了有關(guān)機械漿和化學(xué)漿的XPS研究，他們將木材中的碳原子劃分為4種結(jié)合形式，分別記為Cl、c2、C3、c4，這4種形式的結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)位移如下：cl一僅與其他碳原子或氫原子相結(jié)合。這主要來自木素苯基丙烷和脂肪酸、脂肪和蠟等，其電子結(jié)合能較低，約為285 eV。C2一與1個非羰基氧結(jié)合。纖維素和半纖維素分子中均有大量碳原子與羥基(一0H)相連，尤其是纖維素，羥基具有極性，電負(fù)性大，故電子結(jié)合能相應(yīng)增加，約為286．5．287．0 eV。C3一與2個非羰基氧或與1個羰基氧結(jié)合。是木材表面化學(xué)組分被氧化的結(jié)構(gòu)特征，這種結(jié)合碳的氧化態(tài)較高，表現(xiàn)為較高的電子結(jié)合能，約為288．0～288．5 ev。C4一同時與1個羰基氧和1個 非羰基氧結(jié)合。這實際上源于羧酸根，這種結(jié)合碳的氧化態(tài)最高，電子結(jié)合能在289．0～289．5 eV以上。
利用高斯曲線對平滑后的Cls峰進行擬合，蒸煮后漿粕樣品的Cls峰及其擬合結(jié)果如圖4所示。
圖4中4個峰分別對應(yīng)4種狀態(tài)的C原子C1。C4，這4種C原子的相對面積可代表他們的相對含量。漂白過程不同階段采集的竹漿樣品其C1一C4的相對含量隨流程的變化如圖5所示。為了對比，竹漿粕主要化學(xué)成分C1一c4理論上的相對含量如表l所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，每種化學(xué)成分至少由2種C原子組成，而且沒有1種化學(xué)成分具有完全相同的C原子組合。
一般來說，Cl含量的變化與O／C原子比的變化是有關(guān)聯(lián)的(見圖6)，隨著O／C原子比的增加，C1的百分比降低，表面木質(zhì)素和抽提物下降。對于抽提過的樣品，分析更為簡單，C1含量的變化直接與表面木質(zhì)素的變化有關(guān)陽]。隨著漂白過程中脫木質(zhì)素的進行，C1含量減小，而O／C原子比增加，但x—Hl和E—心漂白階段例外(見圖5)。
在X—H。階段，C2和C3的降低表明竹漿表面纖維素和半纖維素降低，這與該階段O／C原子比降低一致。在過氧化氫漂白階段，木質(zhì)素的含量應(yīng)該不會增加，否則與C3相比，c2的降低要更小。因而C1和C4的增加應(yīng)該歸屬于竹漿表面抽提物濃度的增加。
在E—H階段，木質(zhì)素同樣會降低，因為如果木質(zhì)素增加，c2的增加要比c3更顯著，所以C1增加是由于抽提物的增加；但此時C4是降低的，這是由半纖維素的降低所致。C2降低而C3基本不變，表明既有半纖維素的降低，又有纖維素的少量增加。在c—x階段，C1一c4的變化正好與x—H．階段的變化相反。C2、C3的增加意味著竹漿表面纖維素或半纖維素含量增加，這從O／C原子比也能看出。木質(zhì)素表面濃度應(yīng)該不會顯著增加，否則C1將 會增加。同樣，木聚糖處理后半纖維素的含量也會降低，否則C4將會增加。故C2、c3的增加主要是由于纖維素暴露在表面。此外，木質(zhì)素應(yīng)該沒有顯著降低，否則C1和c2會同時降低。故Cl與C4同時降低是由于表面抽提物含量的降低引起的。
在Hl—D階段，顯示了與C—X階段相同的行為，木質(zhì)素和抽提物降低，而纖維素增加，半纖維素沒有明顯增加，因此C3和C4沒有同時增加。因而木聚糖酶處理和DMD脫木素處理具有相同的效應(yīng)，即有效地脫除漿粕的半纖維素和木質(zhì)素，增加纖維素的含量。
在pE階段，Allen等的研究表明，在堿抽提階段由于硬脂酸和油酸等抽提物的溶解性，抽提物的含量會降低舊1，導(dǎo)致漿粕的O／C原子比顯著增加。C1降低以及C2、C3同時增加表明，竹漿表面木質(zhì)素含量下降，纖維素含量增加，不過半纖維素含量也增加，因為C2和c3的增加超過H．一D階段，而且c4也增加。
3 結(jié)論
1)紅外光譜證實了木聚糖酶對竹漿中半纖維素的水解作用和一漂階段非纖維素成分的脫除，但是一漂后紅外光譜不能進一步分辨竹漿表面化學(xué)組成的變化。
2)XPS分析結(jié)果表明，竹漿表面木質(zhì)素和抽提物的含量高于他們的總含量，終漂后漿粕的抽提物表面覆蓋率要明顯高于木質(zhì)素的表面覆蓋率。
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