纺织行业的环保生物酶技术的实验机理

1 双氧水作用机理
　　从理论上讲，双氧水对纤维素的氧化，主要是使葡萄糖分子的羟基氧化成酮，即所谓的酮纤维素；次氯酸钠则主要使葡萄糖分子的羟基氧化成醛，而醛基的存在又可使纤维素的降解继续进行，造成纤维大面积的损伤，有关研究资料[5]表明：使纤维素分子断裂所需的耗氧量比较，双氧水大于次氯酸钠和亚氯酸钠，这是双氧水对纤维素损伤程度较轻的一个原因。另外，醛基的存在是导致漂白物泛黄的原因，这说明了氯漂易于泛黄，而氧漂的白度稳定，不易泛黄。又由于双氧水去杂能力强，在几种漂白剂中只有双氧水可以实行煮漂一浴工艺，加上双氧水的分解产物无污染、无毒、不腐蚀设备，这些都使双氧水成为短流程处理工艺中漂白剂的最佳选择。 　　
　　双氧水是一种弱二元酸，在水溶液中可按下式电离：
　　按(1)式在双氧水溶液中加入碱，OH一能中和其中的H+离子。这样便会增加HOO一的质量浓度。当pH≥10.5时，双氧水分子大部分以H2O一存在，所以溶液的稳定性很差。因此，本实验中碱分两次加入，在升温阶段，即双氧水的主要作用阶段，碱的加入量应使pH值保持在10.5以内，90 min以后，双氧水基本作用完毕，再加入剩余的碱。
　　除了某些金属如铜、铁、锰离子或金属屑有催化作用外，其它极细小的、有棱角的固体物质，以至容器器壁，纤维和胶体等固体表面，都具有加速双氧水分解的作用。双氧水分解出的离子HOO一是氧化漂白的主要成分，能使木质素结构单元的苯环和侧链碎解，最终木质素分子从麻纤维中溶出于碱液中。
　　双氧水与木质素的反应主要为木质素结构单元苯环的反应[6-7]：木质素结构单元苯环是无色的。但是在蒸煮过程中形成各种醌式结构后，就变成了有色体。双氧水与木质素结构单元苯环的反应，就是破坏醌式结构的反应，使有色的醌式结构变成了无色的其他结构，最终碎解为低分子的脂肪族化合物。 　　
　　2　强碱浴双氧水稳定剂
　　采用强碱浴双氧水稳定剂作为碱氧一浴脱胶的助剂．可控制碱氧一浴脱胶漂白反应达到最大功效。 　
　　3　镁盐的作用
　　传统麻类脱胶采用硅酸钠作助剂。硅酸钠稳定效果好，白度佳，价格便宜，但易于形成硅垢沉积在纤维和设备上，并且不耐强碱漂液，因此不适宜于碱氧一浴法脱胶工艺[5]，为此采用镁盐做助剂。一种见解认为镁盐主要是能提高双氧水的耐碱稳定性[5]，镁盐在碱溶液中生成Mg(O)2，它以胶团形式分散在介质中，其胶团带正电荷，因为双氧水分解的H00一离子具有亲核性，因此容易被带正电荷的Mg(OH)2胶团吸附，阻止了它进一步与H2O2反应生成自由基，从而抑制了H2O2的分解。如果溶液中有少量的重金属离子，他们在碱液中主要以带负电的络合离子形式存在，这种络合离子也容易被Mg(OH)2胶团吸附而失去催化活性。
　　另一种见解认为镁盐与具有羰基的氧化纤维素(或半纤维素)形成相对稳定的络合物，从而减少了纤维素苷键的断裂，直接保护了纤维素[6-7]，如下式所示。