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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Bianchi, Maria Lucia
Título: Branqueamento de Polpas Kraft com H2O2 e Reação de Oxidação de Composto Modelo de Lignina Catalisados por Polioxometalatos
Ano: 1999
Orientador: Prof. Dr. Ulf Schuchardt
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Heteropoliácidos, TCF, Polpas celulósicas
Resumo: Para o branqueamento de polpas celulósicas as indústrias utilizam, principalmente, Cl2 e ClO2. Esses compostos, juntamente com a lignina residual das polpas formam as cloroligninas (compostos organoclorados), que são tóxicos e de difícil biodegradação, portanto, nocivos ao meio ambiente. Neste trabalho estudou-se um processo alternativo de branqueamento de polpas Kraft utilizando-se polioxometalatos (POMs) com estrutura de Keggin e peróxido de hidrogênio. Os experimentos foram realizados em sistema fechado utilizando-se polpas Kraft de folhosas e coníferas, H2O2, POM e água. Os melhores resultados foram obtidos utilizando-se H3PMO12O40 (0,5 mmolL e 0,05 mmolL), 15g de polpa seca, 0,1% de H2O2 (m/m de solução), 70C, 4 h. Nessas condições foram obtidas polpas com número kappa entre 1,5 e 3,0 e viscosidade entre 11,0 e 21,0 cP. O processo é mais eficiente para polpas folhosas. Verificou-se que o licor de branqueamento pode ser reutilizado várias vezes (sem tratamento prévio), sem perda significativa da eficiência. Para melhor entender o mecanismo de ação dos POMs sobre a macromolécula de lignina estudou-se a oxidação de 1,2-di-(4-metoxifenil)-etanona (modelo de lignina não fenólico) por [SiVW11O40]. Estes estudos mostraram que o ataque do POM é feito na parte alifática da lignina. Observou-se, principalmente, a clivagem da ligação C-H, mas também pode haver clivagem da ligação C-C, formando moléculas menores.
Abstract: In paper mills, the conventional chemical bleaching is CI2 and CIO2, due to their efficiency and low cost. However, due to environmental problems caused by chlorinated compounds, formed in the process, altemative bleaching chemicals are required. In this work we studied an alternative bleaching process using Keggin-type polyoxometalates (POMs) and H2O2 for the selective removal of lignin from the pulps. In order to bleach Kraft pulps (from hardwood and softwood) we combined water, POM and H2O2 to obtain a final pulp consistency of 3%. The mixture was heated in a sealed glass reactor. Best results were obtained using H3PMo12O40 (0.5 and 0.05 mmoIL), 15 g of dry pulp, 70C, 4 h, 0.1% of H2O2 (w/w of solution). In these conditions we obtained pulps with kappa numbers between 1.5 and 3.0 and viscosities between 11.0 and 21.0 cP. The process is more efficient for hardwood pulps. Recycling experiments using the bleaching liquor show that it can be reused for several times, with no previous treatment, with good efficiency. Oxidation reactions of 1,2-di-(4-methoxyphenyl)-ethanone (non-phenolic lignin model compound) by [SiVW11O40] were carried out to study the mechanism of the reaction. These studies showed that POM mainly attacks the aliphatic part of the lignin. We observed mainly C-H bond cleavage but some C-C bond cleavage can occur, producing lower weigh molecules.
Arquivo (Texto Completo): vtls000199999.pdf ( tamanho: 3,90MB )

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