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　　除化工產(chǎn)品外，其他產(chǎn)品如紙張、木材、紡織品、洗滌用品、食品等往往也要求一定的白度，需要對(duì)原產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)漂白。此外，隨著對(duì)環(huán)境污染治理的要求越來(lái)越高，脫色技術(shù)也日益廣泛應(yīng)用于帶色廢水的處理，例如染料廢水的處理。

　　最近幾年有關(guān)脫色漂白技術(shù)的研究更趨活躍。其中置換漂白技術(shù)的實(shí)現(xiàn)被認(rèn)為是漂白技術(shù)的重大突破[ 3 ]。所謂置換漂白又稱(chēng)動(dòng)態(tài)漂白，是針對(duì)傳統(tǒng)漂白工藝提出來(lái)的。以前人們認(rèn)為漂白反應(yīng)速率由漂白藥品擴(kuò)散到纖維細(xì)胞壁中的速率和反應(yīng)生成物從纖維細(xì)胞壁中溶出的速度來(lái)決定，而纖維細(xì)胞壁則是藥品浸透擴(kuò)散過(guò)程中的速率擴(kuò)散步驟。置換漂白理論則認(rèn)為，在常規(guī)漂白中纖維外表有一層水膜阻礙了漂白劑進(jìn)入纖維細(xì)胞壁內(nèi)部，故漂白效果不好。如能加快漂白液的流動(dòng)速率，使漂白液與纖維做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，盡量減少纖維外表的水膜屏障，使漂白劑比較容易進(jìn)入纖維細(xì)胞壁內(nèi)部，即可大幅度地提高漂白劑通過(guò)纖維的傳質(zhì)過(guò)程，加速漂白的進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)表明，加拿大魚(yú)鱗短葉松硫酸鹽漿的動(dòng)態(tài)漂白所用時(shí)間僅是常規(guī)漂白的1 / 9。此外置換漂白還有節(jié)省空間、節(jié)水、節(jié)汽、節(jié)電和減少藥品用量等優(yōu)點(diǎn)。但是置換漂白對(duì)設(shè)備的要求較高，投資較大，要有特殊的嚴(yán)格的控制系統(tǒng)，易腐蝕的部件一般要用鈦金屬加工。這些限制了漂白技術(shù)的快速推廣和普及，而進(jìn)一步深入研究這些問(wèn)題對(duì)普及和推廣置換漂白技術(shù)是十分重要的。

　　20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，無(wú)元素氯漂白（ECF） 發(fā)展迅速，全無(wú)氯漂白（TCF） 也有較快的發(fā)展, 這對(duì)減少環(huán)境污染具有十分重要的意義。無(wú)元素氯漂白技術(shù)中最重要的漂白劑是二氧化氯，而全無(wú)氯漂白所使用的最重要的漂白劑是過(guò)氧化氫。另外過(guò)氧乙酸、過(guò)氧硫酸也有實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用。目前，這些技術(shù)主要用于造紙工業(yè)。

　　1 脫色的分類(lèi)

　　根據(jù)不同的脫色方法，可分為物理脫色、化學(xué)脫色和生化脫色等。物理脫色法包括液體的重新蒸餾以去除顯色的雜質(zhì)；加入活性炭等吸附劑使之與顯色雜質(zhì)發(fā)生物理吸附以達(dá)到脫色的目的；加入萃取劑等�；瘜W(xué)脫色法往往需加入脫色劑或增白劑之類(lèi)的物質(zhì)，將顯色的物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而破壞掉�；瘜W(xué)脫色劑經(jīng)常使用的有氧化型和還原型2 大類(lèi)。它們分別通過(guò)氧化或還原反應(yīng)進(jìn)行脫色。另外亦有絡(luò)合型脫色劑，主要用于無(wú)機(jī)鹽類(lèi)某些顯色金屬離子的去除。生化脫色法是利用微生物氧化、分解、吸附水中有機(jī)物而達(dá)到脫色目的。根據(jù)脫色對(duì)象的相態(tài)不同可分為液體物質(zhì)的脫色和固體物質(zhì)的脫色。根據(jù)產(chǎn)品的類(lèi)型不同可分為有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、木材、紙張、纖維、建材、食品等的脫色。

　　2 常用的脫色物質(zhì)

　　2. 1 物理脫色劑

　　主要是根據(jù)一些物質(zhì)可以物理吸附溶液中顯色的雜質(zhì)，而達(dá)到脫色的目的。較常用的有活性炭、膨潤(rùn)土等�；钚蕴渴墙�(jīng)常使用的脫色劑。廣泛用于化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的脫色。活性炭由于粒度大小的不同，通常有粉狀和粒狀之分。根據(jù)用途的不同又可以分為若干種，對(duì)于用來(lái)脫色的活性炭最好使用專(zhuān)用的脫色活性炭�；钚蕴客ǔＳ赡咎拷�(jīng)高溫炭化和活化而成�；钚蕴�?jī)?nèi)部有許多細(xì)孔，具有很大的比表面積。對(duì)很多物質(zhì)均有很強(qiáng)的吸附能力。

　　膨潤(rùn)土主要成分為硅鋁酸鹽，其層狀結(jié)構(gòu)間具有可交換的鈣、鎂、鈉等離子，膨潤(rùn)土顆粒表面往往帶有電荷。因此，膨潤(rùn)土具有良好的吸附能力。膨潤(rùn)土對(duì)含有酸性陽(yáng)離子染料的印染廢水的脫色率達(dá)90%以上[ 4 ]。

　　2. 2 化學(xué)脫色劑

　　化學(xué)脫色劑種類(lèi)繁多, 可分為氧化性脫色劑和還原性脫色劑。

　　2. 2. 1 氧化性脫色劑

　　氯氣在水中迅速水解產(chǎn)生次氯酸和鹽酸。氯氣的氧化能力較強(qiáng)，常用于造紙的脫色增白。將氯氣通入氫氧化鈉溶液中則得次氯酸鈉溶液，稱(chēng)漂白液。若將氯氣通入石灰中，則得主要成分為次氯酸鈣的固體粉末，稱(chēng)漂白粉。次氯酸鹽主要用于紡織品、紙漿、淀粉等的脫色。二氧化氯極不穩(wěn)定，遇水能迅速分解生成多種氧化劑。其氧化性處于氯酸鹽與次氯酸鹽之間。用于紙張、紡織品等的漂白和增白。過(guò)氧化氫從20 世紀(jì)初在工業(yè)上就已經(jīng)用作脫色劑，目前仍為最經(jīng)常使用的脫色劑之一。因其分子式為H2O2，又稱(chēng)為雙氧水。市售工業(yè)雙氧水一般含量為27. 5%。

　　過(guò)氧化氫同羰基作用，有很好的脫色效果。它可用于羊毛、生絲、紙張及木材等的脫色。

　　過(guò)氧化苯甲酰（BPO） ，分子式C14H10O4，白色結(jié)晶，無(wú)臭，略有苯甲醛味；103 ～ 106℃分解，微溶于水，稍溶于乙醇，溶于乙醚、丙酮、氯仿和苯。為危險(xiǎn)的高反應(yīng)性氧化物，呈強(qiáng)氧化性，受熱、撞擊、摩擦可自發(fā)爆炸，其氧化性具有漂白和殺菌作用。主要用于面粉增白和蠟的脫色等。

　　2. 2. 2 還原性脫色劑

　　二氧化硫氣體是在空氣中燃燒硫磺或焙燒硫鐵礦而得，溶于水即生成亞硫酸復(fù)合物。早期二氧化硫及其衍生物就用于絲、毛等織物的脫色，但因?yàn)檫�原性脫色增加的白度并不穩(wěn)定，現(xiàn)已少用。

　　連二亞硫酸鈉（Na2S2O4 ） 商品名為保險(xiǎn)粉，是強(qiáng)還原劑，遇氧能被氧化為亞硫酸氫鈉，甚至氧化為硫酸鹽。連二亞硫酸鈉能還原羰基和醌基為醇基和酚基，從而破壞發(fā)色基團(tuán)。它一般用于毛、絲和食品等的脫色。

　　羥甲基亞磺酸鈉和甲脒亞磺酸是最重要的亞磺酸衍生物。羥甲基亞磺酸鈉比連二亞硫酸鈉更穩(wěn)定，用于肥皂、明膠和脂肪酸等的脫色。甲脒亞磺酸又叫二氧化硫脲，在堿性條件下溶解性很好，80℃以上達(dá)到其最強(qiáng)的還原能力。次硫酸氫鈉甲醛商品名為雕白塊，分子式NaHSO2·CH2O·2H2O，是亞硫酸氫鈉與甲醛的加成物，為白色塊狀或白色結(jié)晶狀粉末。用于合成橡膠、制糖業(yè)等的脫色和漂白。

　　3 脫色技術(shù)的應(yīng)用

　　3. 1 化工產(chǎn)品的脫色

　　檸檬酸溶液使用活性炭脫色�；钚蕴靠梢允褂肒15 型，直徑0. 5 mm。研究結(jié)果表明，溫度越高，脫色效果越好，脫色速度越快[ 5 ]。癸二酸生產(chǎn)中一般采用活性炭對(duì)癸二酸單鈉鹽溶液進(jìn)行脫色。最近有人采用以凹凸棒石粘土為基體的新型吸附劑對(duì)癸二酸單鈉鹽溶液進(jìn)行脫色。脫色劑用量為2%、脫色溫度90℃、脫色時(shí)間30 min，脫色率為85. 3%、產(chǎn)品產(chǎn)率為92. 0%，且該吸附劑價(jià)廉易得，經(jīng)蒸汽再生后可反復(fù)使用。用于癸二酸單鈉鹽溶液的脫色效果不錯(cuò)[ 6 ]。

　　異山梨醇是合成硝酸異山梨酯及單硝酸異山梨酯的中間體，由山梨醇于1, 4 和3, 6 位脫水環(huán)合而成。反應(yīng)過(guò)程中可能進(jìn)一步發(fā)生2, 5 位羥基脫水，甚至產(chǎn)生碳化產(chǎn)物，導(dǎo)致粗品呈淡黃色。異山梨醇的脫色[ 7 ]，可以使用活性炭進(jìn)行脫色和精制。于異山梨醇粗品中加入2倍體積量的乙酸乙酯和粗品量的2%的活性炭，攪拌加熱至70 ～ 75℃并保持30 min，脫色和精制后，產(chǎn)品可達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

　　甲基丙烯酸甲酯單體若帶有顏色則做成有機(jī)玻璃后就會(huì)呈色，影響產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量。我們對(duì)帶有黃色的單體進(jìn)行了脫色處理。常溫下，加入1. 2%質(zhì)量的粉狀活性炭，約30 min 可以有很好的效果。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，脫色效果與脫色時(shí)間有一定關(guān)系，但30 min 以后再延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)脫色效果已無(wú)多大影響。潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油一般采用白土進(jìn)行精制和脫色。升高溫度對(duì)白土的脫色較為有利[ 8 ]。甲殼素脫色一般采用1%高錳酸鉀溶液浸泡[ 9 ]，也有的廠(chǎng)家采用雙氧水脫色工藝。蓖麻油脫色常用的脫色劑有酸性白土、活性白土和活性炭[ 10 ]。其中活性白土效果最佳。

　　3. 2 木材的脫色

　　可以使用雙氧水加少量氨水對(duì)木材進(jìn)行脫色和漂白。我們?cè)�使用含量�?0% 的雙氧水加10% 的氨水對(duì)木材脫色漂白進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取得良好的效果。

　　3. 3 紡織品的脫色

　　精制棉漂白傳統(tǒng)工藝使用氯氣或次氯酸鈉等。但此工藝對(duì)環(huán)境和人體健康危害極大。最近的研究采用少氯工藝，即先用二氧化氯處理，然后再用少量次氯酸鈉處理，取得較好的效果[ 11 ]。

　　3. 4 紙漿的脫色

　　紙漿的脫色和漂白過(guò)去多用氯氣，較新的技術(shù)包括高溫高壓過(guò)氧化氫脫色，高溫二氧化氯脫色和過(guò)氧酸脫色等。

　　3. 5 食品的脫色

　　甘薯淀粉的脫色[ 12 ]。因其含有大量的多酚類(lèi)物質(zhì)，與空氣接觸時(shí)在多酚氧化酶的作用下，變成醌類(lèi)物質(zhì)進(jìn)而合成黑色素。使用氧化型脫色劑可以將不飽和鍵氧化成不可逆轉(zhuǎn)的羧酸或酮類(lèi)物質(zhì)而達(dá)到脫色的目的。使用0. 1% 的次氯酸鈉白度可達(dá)62. 6, 若使用0. 1%亞硫酸鈉白度可達(dá)70. 9。

　　面粉的增白一般使用專(zhuān)用的面粉增白劑，其主要成分為過(guò)氧化苯甲酰，當(dāng)過(guò)氧化苯甲酰添加到面粉中后，與面粉中的水分在空氣和酶的作用下釋放出活性氧，從而氧化和打斷產(chǎn)生黃色的胡蘿卜素、葉黃素等色素的共軛雙鍵，使其化學(xué)結(jié)構(gòu)改變，減弱吸光的性能，使面粉變白[ 13 ]。

　　食用油脂脫色目的是去除油脂中的色素、金屬離子和皂粒等不需要的成分，使最終產(chǎn)品達(dá)到食用要求。適用于脫色的吸附劑主要有活性白土、活性炭、硅藻土等；脫色溫度通常在80 ～ 120℃；時(shí)間為15 ～ 30 min；為了避免油脂的氧化，脫色過(guò)程都在真空下進(jìn)行[ 14 ]。大豆膦酯的脫色可以采用中性活性碳，優(yōu)化條件為白土加入量4%，溫度40℃，時(shí)間20 min[ 15 ]。

　　3. 6 印染廢水的脫色

　　根據(jù)處理方法可以分成2大類(lèi)，生化處理法和物化處理法。生化處理法是利用微生物氧化、分解、吸附水中有機(jī)物而使廢水脫色。主要包括活性污泥法、氧化塘法、生物過(guò)濾等。物化法是通過(guò)物理化學(xué)作用使廢水脫色，主要包括萃取法、氧化法、膜分離法、離子交換法等。

 來(lái)源：張忠誠(chéng)劉嘉麗彭曉軍

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