近年来,废纸作为二次纤维资源在原料中所占的比例日益增加,已经成为制浆造纸纤维原料的重要来源。脱墨是废纸回用的关键。酶法脱墨是一种经济有效的脱墨方法,可以减少化学脱墨带来的环境污染问题,降低漂白化学药品的用量及改善浆料的滤水性能等。漆酶( EC 1.10.3.2),是一种多酚氧化酶,作为木素降解酶的一种,在某些具有传递电子能力低分子量化合物作为介体的条件下,能够氧化占木素90%的非酚型结构单元,从而使木素发生氧化降解,故可以通过氧化降解纸浆表面的木素达到脱除油墨的目的,这对研究主要由机械浆组成的废新闻纸具有很大意义。前期的实验结果表明,漆酶/介体系统可以对废新闻纸进行脱墨,脱墨浆强度性能得到改善,但脱墨浆经漂白后白度仍不能达到抄造较高白度纸种的要求。由于纤维素酶、半纤维素酶本身具有脱墨作用,故有理由相信漆酶与纤维素酶、半纤维素酶之间具有协同脱墨作用。本文以美国8#废纸为研究对象,利用纤维素酶、半纤维素酶与漆酶/介体对其进行协同脱墨并对其机理进行研究。首先探讨了协同脱墨的工艺条件;其次利用现代表面分析技术对对照浆、漆酶脱墨浆及协同脱墨浆的纤维表面形态及性能进行了分析;再次研究了各种脱墨浆的磨木木素的结构变化;最后分析了脱墨废液中碳水化合物含量变化的情况,旨在揭示协同脱墨作用的机理。利用纤维素酶、半纤维素酶与漆酶/介体协同脱墨的最佳工艺条件为:先加入纤维素酶或半纤维素酶碎解废新闻纸25 min,然后加入漆酶保温30 min,温度为55~60℃。此条件下所得脱墨浆经H2O2漂白后,白度分别达到55.4%ISO和58.4%ISO,比单独采用纤维素酶、半纤维素酶和漆酶脱墨时均有所提高。协同脱墨浆有效残余油墨浓度(ERIC)和尘埃度与单独使用纤维素酶、半纤维素酶和漆酶相比均有一定程度的降低。利用化学分析光电子能谱(ESCA)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、环境扫描电镜(ESEM)、纤维质量分析仪(FQA)等对协同脱墨浆的表面形态进行分析得知,经纤维素酶、半纤维素酶与漆酶协同脱墨后,协同脱墨浆纤维表面的氧碳比与单独漆酶脱墨相比有所提高,表面木素含量有所降低。同时对碳元素谱峰分离分析结果表明,与对照浆和漆酶脱墨浆相比,协同脱墨浆C1、C4态原子的含量降低,C2、C3态原子的含量提高。FT-IR分析表明,经协同处理后,纸浆表面羰基含量增加,代表木素苯环结构伸展振动的吸收峰相对强度降低,说明在协同处理过程中存在着木素的溶出。ESEM观察发现,协同脱墨浆相比漆酶脱墨浆,纤维表面变得更加粗糙,出现更多的微细纤维。FQA分析结果表明,与单独使用漆酶,纤维素酶和半纤维素酶相比,协同脱墨浆的纤维长度和粗度均略有降低。使用深度球磨的方法从对照浆和酶脱墨浆提取磨木木素,并利用元素分析、FT-IR及凝胶渗透色谱(GPC)等分析技术对协同脱墨后木素结构变化进行研究。与对照浆相比,经漆酶处理后,C和H元素含量下降,O元素含量增加。经纤维素酶、半纤维素酶与漆酶/介体协同脱墨处理后,与漆酶脱墨浆相比,木素的C、H和O元素含量变化较小。对木素的功能基进行测定,结果表明经LMS处理后,木素中的酚羟基含量降低,羧基含量升高,说明经过漆酶/介体脱墨后木素的酚羟基受到氧化降解。经纤维素酶、半纤维素酶与漆酶/介体体系协同脱墨后,纸浆中木素的酚羟基含量亦有下降,但变化幅度不大。对木素红外光谱分析得知,经协同脱墨处理后木素的羟基、酯羰基、甲氧基和酚羟基的相对吸收强度均降低,共轭羰基相对吸收强度有所增加。通过GPC分析其分子量的分布表明,经协同处理后木素的数均、重均分子量及多分散性都有所下降,说明木素受到一定程度的降解。利用GC-MS对协同脱墨废液中碳水化合物含量变化分析得知,与单独LMS脱墨相比,纤维素酶与漆酶协同脱墨废液中葡萄糖含量增加明显,半纤维素酶与漆酶协同脱墨废液中,木糖类物质增加。这致使木素的可及度提高,为LMS参与脱除油墨粒子提供了条件。