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許多化工產(chǎn)品往往帶有我們不希望的顏色，化工產(chǎn)品的脫色是在化工生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題。經(jīng)脫色處理后，可以使液體產(chǎn)品外觀清澈透明，使固體產(chǎn)品外觀潔白無暇。脫色對提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量及檔次無疑是極其重要的?；ぎa(chǎn)品呈色的原因很多，不同產(chǎn)品其呈色的原因不盡相同。例如全部由σ 鍵形成的有機(jī)物（ 如烷烴） 是無色的，π-π 躍遷形式是有機(jī)物呈現(xiàn)顏色的主要原因。如具有芳香環(huán)和烯烴結(jié)構(gòu)、羰基和共軛羰基結(jié)構(gòu)有機(jī)物往往呈現(xiàn)一定的顏色[ 1 ]。許多無機(jī)鹽的純品為白色，有時(shí)卻因含有雜質(zhì)發(fā)灰色或黃褐色而使白度下降。有時(shí)微量的雜質(zhì)就可影響產(chǎn)品的外觀。我們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在對TiO2 的水洗過程中，自來水中含有的微量Fe 便會影響TiO2 的白度。在以甲基丙烯酸甲酯（MMA） 、N- 取代馬來酰亞胺（MI） 和苯乙烯（ St） 為主要原料共聚生成耐熱有機(jī)玻璃時(shí)，當(dāng)產(chǎn)物中殘留（MI） 的濃度超過0. 5%時(shí)， 擠出物就會呈黃色[ 2 ]?？梢姰a(chǎn)品泛黃呈色的原因是多種多樣的，因此針對不同的產(chǎn)品和不同的現(xiàn)色原因應(yīng)采用不同的方法進(jìn)行脫色或漂白。 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，需要對原產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)漂白。此外，隨著對環(huán)境污染治理的要求越來越高，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 ]。所謂置換漂白又稱動態(tài)漂白，是針對傳統(tǒng)漂白工藝提出來的。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決定，而纖維細(xì)胞壁則是藥品浸透擴(kuò)散過程中的速率擴(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速率，使漂白液與纖維做相對運(yùn)動，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纖維的傳質(zhì)過程，加速漂白的進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)表明，加拿大魚鱗短葉松硫酸鹽漿的動態(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題對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，無元素氯漂白（ECF） 發(fā)展迅速，全無氯漂白（TCF） 也有較快的發(fā)展， 這對減少環(huán)境污染具有十分重要的意義。無元素氯漂白技術(shù)中最重要的漂白劑是二氧化氯，而全無氯漂白所使用的最重要的漂白劑是過氧化氫。另外過氧乙酸、過氧硫酸也有實(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 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的物質(zhì)，將顯色的物質(zhì)通過化學(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。它們分別通過氧化或還原反應(yīng)進(jìn)行脫色。另外亦有絡(luò)合型脫色劑，主要用于無機(jī)鹽類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)品的類型不同可分為有機(jī)物、無機(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、膨潤土等。活性炭是經(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?；钚蕴坑捎诹６却笮〉牟煌?，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，對于用來脫色的活性炭最好使用專用的脫色活性炭?；钚蕴客ǔＳ赡咎拷?jīng)高溫炭化和活化而成。活性炭內(nèi)部有許多細(xì)孔，具有很大的比表面積。對很多物質(zhì)均有很強(qiáng)的吸附能力。 膨潤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，膨潤土顆粒表面往往帶有電荷。因此，膨潤土具有良好的吸附能力。膨潤土對含有酸性陽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，又稱為雙氧水。市售工業(yè)雙氧水一般含量為27. 5%。 過氧化氫同羰基作用，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。 過氧化苯甲酰（BPO） ，分子式C14H10O4，白色結(jié)晶，無臭，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)玻璃后就會呈色，影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。我們對帶有黃色的單體進(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 以后再延長時(shí)間對脫色效果已無多大影響。潤滑油基礎(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木材進(jìn)行脫色和漂白。我們曾使用含量為30% 的雙氧水加10% 的氨水對木材脫色漂白進(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去多用氯氣，較新的技術(shù)包括高溫高壓過氧化氫脫色，高溫二氧化氯脫色和過氧酸脫色等。 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物質(zhì)，與空氣接觸時(shí)在多酚氧化酶的作用下，變成醌類物質(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用的面粉增白劑，其主要成分為過氧化苯甲酰，當(dāng)過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，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、生物過濾等。物化法是通過物理化學(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。