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近年来，纤维资源短缺和环境保护压力已成为制约我国制浆造纸行业可持续发展的主要因素，而高效、绿色的纤维组分分离技术和低碳、环保的漂白技术是缓解纤维资源短缺和降低污染负荷的有效途径，同时臭氧是具有发展前景的绿色漂白剂之一。本文以阔叶木氧脱木素浆为研究对象，采用臭氧对纸浆进行漂白，探讨了臭氧漂白工艺参数对纸浆漂白性能及成纸性能的影响，并利用制浆过程产生的预水解液中的溶解木素制备了碳量子点光催化剂（C/TiO2）。研究结果可为纸浆的清洁制备和木素的功能化利用提供一定的理论指导和技术支持。本论文主要研究内容及研究结果如下：
采用硫酸盐法制备的桉木纸浆，经过氧脱木素处理（简称桉木KP/O纸浆）后，对其进行了臭氧漂白工艺研究。探讨了臭氧漂白过程中浆浓、漂白时间、臭氧用量、pH值等因素对纸浆漂白性能及成纸性能的影响。基于漂后纸浆黏度和白度评价，臭氧漂白过程工艺参数对纸浆漂白效果影响程度由大到小的顺序为：浆浓＞漂白时间＞臭氧用量＞pH值。较优的臭氧漂白工艺条件为：浆浓35%、漂白时间3min、臭氧用量0.9%和pH值2.0，此条件下纸浆白度为76.9%ISO，纸浆黏度为535mL/g，纸浆Kappa值为2.71，成纸抗张指数为57.44N·m·g-1，耐破指数为4.77KPa·m2·g-1，撕裂指数为7.95mN·m2·g-1，耐折次数为89次。
采用氢氧化钠-蒽醌法制备的桉木纸浆，经过氧脱木素处理（简称桉木soda-AQ/O纸浆）后，对其进行了臭氧漂白工艺研究。探讨了臭氧漂白过程中温度、臭氧浓度、保护剂类型及用量对纸浆漂白性能及成纸性能的影响。基于漂后纸浆黏度和白度评价，较优的臭氧漂白工艺条件为：漂白温度10℃、臭氧浓度80g/Nm3和草酸用量1.0%，此条件下纸浆白度为72.8%ISO，纸浆黏度为678mL/g，纸浆Kappa值为4.18，成纸抗张指数为78.91N·m·g-1，耐破指数为4.99KPa·m2·g-1，撕裂指数为5.96mN·m2·g-1，耐折次数为38次。基于臭氧漂白成本、选择性及工业化生产可操作性评价，室温下较优的臭氧漂白工艺条件为：臭氧浓度100g/Nm3、复合酸用量2.0%和复合酸配比8:2（草酸：乙酸），此条件下纸浆白度为72.5%ISO，纸浆黏度为631mL/g，纸浆Kappa值为2.95。
采用水热预处理硫酸盐法制备的杨木纸浆，经过氧脱木素处理（简称杨木H/KP/O纸浆）后，对其进行了臭氧漂白工艺研究。探讨了臭氧漂白过程中浆浓、漂白时间及臭氧用量对纸浆漂白性能及成纸性能的影响。结果表明，较优的臭氧漂白工艺条件为：浆浓35%、漂白时间1.5min和臭氧用量0.9%，此条件下纸浆白度高达84.5%ISO，纸浆黏度为424mL/g，纸浆Kappa值为1.91，成纸抗张指数为47.85N·m·g-1，耐破指数为2.09KPa·m2·g-1，撕裂指数为5.35mN·m2·g-1，耐折次数为4次。
桉木KP/O纸浆经臭氧漂白后，纸浆纤维表面出现破损和分丝帚化现象，同时产生一些细小纤维和碎片。纸浆结晶度从55.26%降至48.32%，结晶度有明显下降，这说明碳水化合物降解程度加剧，乙二醇作为保护剂的作用效果不明显。桉木soda-AQ/O纸浆经臭氧漂白后，纸浆纤维表面明显破损并产生细小碎片，出现起毛和分丝帚化现象。纸浆结晶度从56.39%降至53.26%，略有降低，说明复合酸作为保护剂时，臭氧漂白对纸浆中碳水化合物的降解作用较小。
以制浆过程产生的预水解液中的溶解木素为原料，初步探讨了木素的功能化利用。木素经高温、碳化处理后，吸附在TiO2纳米片表面，制备了木素碳量子点（C/TiO2-X），分析了木素碳量子点的CO2还原性能。研究结果表明，C/TiO2-3样品的CO2还原性能较优，其表面可吸附19.50%的木素和2.80%的溶出糖类；相比未处理的TiO2纳米片，其光催化CO2还原效率提高300%。木素碳量子点的引入，既提高了光生载体的分离效率，又提高了TiO2纳米片对CO2的吸附能力。
采用硫酸盐法制备的桉木纸浆，经过氧脱木素处理（简称桉木KP/O纸浆）后，对其进行了臭氧漂白工艺研究。探讨了臭氧漂白过程中浆浓、漂白时间、臭氧用量、pH值等因素对纸浆漂白性能及成纸性能的影响。基于漂后纸浆黏度和白度评价，臭氧漂白过程工艺参数对纸浆漂白效果影响程度由大到小的顺序为：浆浓＞漂白时间＞臭氧用量＞pH值。较优的臭氧漂白工艺条件为：浆浓35%、漂白时间3min、臭氧用量0.9%和pH值2.0，此条件下纸浆白度为76.9%ISO，纸浆黏度为535mL/g，纸浆Kappa值为2.71，成纸抗张指数为57.44N·m·g-1，耐破指数为4.77KPa·m2·g-1，撕裂指数为7.95mN·m2·g-1，耐折次数为89次。
采用氢氧化钠-蒽醌法制备的桉木纸浆，经过氧脱木素处理（简称桉木soda-AQ/O纸浆）后，对其进行了臭氧漂白工艺研究。探讨了臭氧漂白过程中温度、臭氧浓度、保护剂类型及用量对纸浆漂白性能及成纸性能的影响。基于漂后纸浆黏度和白度评价，较优的臭氧漂白工艺条件为：漂白温度10℃、臭氧浓度80g/Nm3和草酸用量1.0%，此条件下纸浆白度为72.8%ISO，纸浆黏度为678mL/g，纸浆Kappa值为4.18，成纸抗张指数为78.91N·m·g-1，耐破指数为4.99KPa·m2·g-1，撕裂指数为5.96mN·m2·g-1，耐折次数为38次。基于臭氧漂白成本、选择性及工业化生产可操作性评价，室温下较优的臭氧漂白工艺条件为：臭氧浓度100g/Nm3、复合酸用量2.0%和复合酸配比8:2（草酸：乙酸），此条件下纸浆白度为72.5%ISO，纸浆黏度为631mL/g，纸浆Kappa值为2.95。
采用水热预处理硫酸盐法制备的杨木纸浆，经过氧脱木素处理（简称杨木H/KP/O纸浆）后，对其进行了臭氧漂白工艺研究。探讨了臭氧漂白过程中浆浓、漂白时间及臭氧用量对纸浆漂白性能及成纸性能的影响。结果表明，较优的臭氧漂白工艺条件为：浆浓35%、漂白时间1.5min和臭氧用量0.9%，此条件下纸浆白度高达84.5%ISO，纸浆黏度为424mL/g，纸浆Kappa值为1.91，成纸抗张指数为47.85N·m·g-1，耐破指数为2.09KPa·m2·g-1，撕裂指数为5.35mN·m2·g-1，耐折次数为4次。
桉木KP/O纸浆经臭氧漂白后，纸浆纤维表面出现破损和分丝帚化现象，同时产生一些细小纤维和碎片。纸浆结晶度从55.26%降至48.32%，结晶度有明显下降，这说明碳水化合物降解程度加剧，乙二醇作为保护剂的作用效果不明显。桉木soda-AQ/O纸浆经臭氧漂白后，纸浆纤维表面明显破损并产生细小碎片，出现起毛和分丝帚化现象。纸浆结晶度从56.39%降至53.26%，略有降低，说明复合酸作为保护剂时，臭氧漂白对纸浆中碳水化合物的降解作用较小。
以制浆过程产生的预水解液中的溶解木素为原料，初步探讨了木素的功能化利用。木素经高温、碳化处理后，吸附在TiO2纳米片表面，制备了木素碳量子点（C/TiO2-X），分析了木素碳量子点的CO2还原性能。研究结果表明，C/TiO2-3样品的CO2还原性能较优，其表面可吸附19.50%的木素和2.80%的溶出糖类；相比未处理的TiO2纳米片，其光催化CO2还原效率提高300%。木素碳量子点的引入，既提高了光生载体的分离效率，又提高了TiO2纳米片对CO2的吸附能力。