本研究采用氣量法研究了乙醇介質(zhì)抑制H2O2無(wú)效分解的機理和提高高得率竹漿漂白的效果。主要探討了乙醇質(zhì)量分數、反應溫度等參數對分解反應速率常數（k）和反應活化能（Ea）的影響規律，并對比了乙醇介質(zhì)對漂白高得率竹漿的白度、返黃值和機械強度的影響。結果表明，乙醇介質(zhì)通過(guò)降低k值和Ea值可以有效抑制H2O2的無(wú)效分解；乙醇質(zhì)量分數升高，抑制H2O2分解能力增強，質(zhì)量分數50%的乙醇抑制效果較好；與水介質(zhì)相比，高得率竹漿在50%乙醇-水介質(zhì)中進(jìn)行H2O2漂白，漂后漿白度提高了117.4%，返黃值下降了72.2%，紙張抗張指數提升了60.9%。
過(guò)氧化氫（H2O2）是一種常用的化合物，在純液體形式下，具有獨特的淡藍色。因其化學(xué)結構和不成對電子，H2O2是一種強氧化劑。H2O2作為一種“綠色”試劑，被廣泛應用于化工、紡織、造紙、軍工、電子、航天、醫藥、建筑及環(huán)境保護等行業(yè)。H2O2漂白是工業(yè)上廣泛使用的主要漂白方法，這是因為H2O2是業(yè)內最有效和最實(shí)用的漂白化學(xué)品。
紙漿漂白過(guò)程主要是基于H2O2可控分解為HOO-（或超氧負離子O−2O2-）與木質(zhì)素發(fā)色基團的反應，來(lái)提高漂白紙漿白度。然而，H2O2在堿性條件下或過(guò)渡金屬離子的存在，都會(huì )導致其無(wú)效分解，生成氧氣（H2O2→1/2O2＋H2O），使漂白效果下降。有研究發(fā)現，在乙醇-水介質(zhì)中進(jìn)行H2O2漂白，可以提高漂白效果。但乙醇介質(zhì)如何提升漂白效果，尚未見(jiàn)系統研究的報道。本研究對比分析了乙醇對H2O2分解為氧氣的反應速率常數和活化能變化規律，探究了乙醇介質(zhì)中H2O2漂白增效機理。
實(shí)驗結論
3.1 添加乙醇介質(zhì)后，H2O2的分解反應仍然是一級反應，可以有效抑制H2O2的無(wú)效分解。乙醇介質(zhì)對用量為10%~30%的H2O2都有良好抑制分解作用。
3.2 明晰了乙醇介質(zhì)抑制
H2O2分解的動(dòng)力學(xué)。乙醇介質(zhì)有效降低H2O2的無(wú)效分解原因是降低了分解反應速率常數（k）并提高了反應活化能（Ea）。紙漿漂白過(guò)程主要是基于H2O2可控分解為HOO-（或超氧負離子O−2O2-）與木質(zhì)素發(fā)色基團的反應，來(lái)提高漂白紙漿白度。然而，H2O2在堿性條件下或過(guò)渡金屬離子的存在，都會(huì )導致其無(wú)效分解，生成氧氣（H2O2→1/2O2＋H2O），使漂白效果下降。有研究發(fā)現，在乙醇-水介質(zhì)中進(jìn)行H2O2漂白，可以提高漂白效果。但乙醇介質(zhì)如何提升漂白效果，尚未見(jiàn)系統研究的報道。本研究對比分析了乙醇對H2O2分解為氧氣的反應速率常數和活化能變化規律，探究了乙醇介質(zhì)中H2O2漂白增效機理。
實(shí)驗結論
3.1 添加乙醇介質(zhì)后，H2O2的分解反應仍然是一級反應，可以有效抑制H2O2的無(wú)效分解。乙醇介質(zhì)對用量為10%~30%的H2O2都有良好抑制分解作用。
3.2 明晰了乙醇介質(zhì)抑制
3.3 乙醇質(zhì)量分數越高，抑制H2O2無(wú)效分解的能力越強，選用質(zhì)量分數50%的乙醇比較適合。乙醇質(zhì)量分數相同時(shí)，k值隨反應溫度的升高而增大。
3.4 乙醇介質(zhì)可以明顯提升高得率竹漿H2O2漂后漿的白度、白度穩定性和紙張抗張強度。50%乙醇-水介質(zhì)與水介質(zhì)相比，漂后竹漿白度提高了177.4%，返黃值下降了72.2%，抗張指數提升了60.9%。
雖然目前乙醇價(jià)格比較高，但乙醇介質(zhì)對H2O2漂后漿性能的提升，效果明顯，后續可通過(guò)深入研究乙醇回收及漂白廢液處理，有望降低漂白成本。同時(shí)，通過(guò)調整工藝參數或采用多段漂白，進(jìn)一步提高漂白效率，改善纖維光學(xué)性能和力學(xué)強度性能。（收件人電話(huà)：《中國造紙》雜志社）
