全 文 ：中 国 造 纸 学 报
Vol. 27，No. 2，2012 Transactions of China Pulp and Paper
竹沥液对粉单竹 APMP木素
发色基团的影响
骆莲新 宋雪萍 方 振 谭莉艳 马 亮 何再波 黄红叶
(广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁，530004)
摘 要:从粉单竹中提取竹沥液，探讨了竹沥液对粉单竹磨木木素、粉单竹未漂及漂后 APMP磨木木素发色基团的影响，并采用紫外
光谱和红外光谱分析木素发色基团的变化。结果表明，竹沥液中含有发色基团，且竹沥液会吸附在木素上，从而增加木素共轭羰基
的含量;经紫外光照射后，木素及吸附在其表面的竹沥液会生成新的发色基团，进而影响粉单竹 APMP的白度和返黄程度。
关键词: 粉单竹 APMP;竹沥液;木素;发色结构
中图分类号:TS749 文献标识码:A 文章编号:1000-6842(2012)02-0035-05
收稿日期:2012-02-22 (修改稿)
本课题获得广西大学国家大学生创新性实验计划资助项目 (201026)的资助。
作者简介:骆莲新，女，1981 年生;讲师;主要研究方向:清洁化制浆造纸新技术与污染控制。
E-mail:lxluo919@ hotmail. com
我国的森林资源短缺，造纸用木材纤维原料十分
匮乏，因此非木材原料在我国制浆造纸工业中还占着
重要地位。竹子属于长纤维原料且资源相当丰富，为
了缓解木材供需矛盾，20 世纪 80 年代，人们提出了
“以竹代木”的想法。然而，竹子由于自身特殊的物
理和化学性质，其高得率浆具有难漂白、易返黄的特
性，高得率竹浆的制备尚处于研究阶段，还未实现工
业化生产［1］。
竹沥液是从竹子中提取出来的一种液体，目前国
内外关于竹沥液的研究主要集中在中医方面。据文献
［2-3］报道，竹沥液中含有有机酸类、酚类、醇类、
醚类、酯类、脂肪类及其衍生物等多种物质。在高得
率竹浆制备过程中，残留的竹沥液会消耗化学药品，
且其含有的苯环及甲氧基会对竹浆的白度和返黄有一
定影响。
一般认为，木素是纸浆颜色，特别是高得率化机
浆颜色的主要物质来源，而木素的颜色是由木素大分
子上的发色基团造成的［4］。高得率浆是以保留木素
为前提，通过破坏木素结构来提高纸浆白度，因此，
研究竹沥液对木素结构的影响具有重要意义。粉单竹
是我国南方常见的竹种，在广西、广东、福建等地分
布广泛，除了纤维质量好，其生长速度快、产量高、
抗病能力强，是优良的造纸原料。本实验将竹沥液分
别吸附在粉单竹、粉单竹未漂 APMP和漂白 APMP的
磨木木素上，研究竹沥液对纸浆白度和返黄产生的影
响，为今后改进高得率竹浆的生产工艺提供理论
依据。
1 实 验
1. 1 备料
从广西南宁某林场购买新鲜粉单竹，将机械压榨
收集竹沥液后的一部分粉单竹削成竹片风干备用，另
一部分的粉单竹削成竹片，室外堆垛放置一段时间
后，用于制备 APMP，一部分 APMP 经洗涤筛选后再
进行 H2O2 漂白。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 磨木木素的分离及提纯
按 Bjrkman 的标准方法［5］制取粗制磨木木素，
在采用 Lundquist提出的方法［6］进一步制取精制磨木
木素。
1. 2. 2 竹沥液的添加
将竹沥液放置后的上层清液分别与粉单竹、
粉单竹未漂 APMP 和漂白 APMP 的磨木木素溶液
混合，搅拌均匀，放置 1 天后用蒸馏水洗涤竹沥
液-木素混合物，以去除未吸附的竹沥液，然后真
空干燥。
1. 2. 3 紫外光照射处理木素
参照国外光老化研究方法［7］，采用自制光返黄
装置对木素进行返黄处理。6 盏紫外灯垂直安装在木
质箱体内四周，每盏紫外灯 20 W，主波长 365 nm，
53
竹沥液对粉单竹 APMP木素发色基团的影响 第 27 卷 第 2 期
将木素样品置于轴心的水平试样架上，以 80 r /min
的转速转动。
1. 2. 4 紫外光谱分析
分别准确称取 3. 0 mg (绝干)的木素样品，溶
于 100 mL体积比为 9∶1 二氧六环-水溶液中，参比液
为空白二氧六环-水溶液，扫描范围 200 ～ 1000 nm，
扫描步长 1 nm。
1. 2. 5 红外光谱分析
采用 KBr压片法，分别称取 1. 5 mg (绝干)的
木素样品与 300 mg KBr混合压片。测定范围:400 ～
4000 cm －1;分辨率:4 cm －1。
2 结果与讨论
木素由于在制浆和漂白过程中所受的化学处理程
度不同，导致它们在分子结构、发色基团及其含量等
方面都存在很大的差异。实验所提取的粉单竹磨木木
素为淡黄色，粉单竹未漂 APMP 磨木木素为浅黄褐
色，粉单竹漂白 APMP磨木木素为灰白色。实验过程
中，将未添加竹沥液、添加竹沥液、添加竹沥液且进
行紫外光照射返黄处理的木素分别标记为 A、B、C
木素。
2. 1 木素的紫外光谱分析
2. 1. 1 粉单竹磨木木素
图 1 粉单竹磨木木素的紫外光谱图
粉单竹磨木木素的紫外光谱见图 1。由图 1 可
知，粉单竹 A、B、C 3 种木素的峰形相似，均在
280 nm处出现大的吸收峰，在 315 nm 处出现弱的
肩峰，只是吸光度有所差异。B 木素在 250 ～ 500
nm范围内的吸光度较 A 木素小，可能是吸附的竹
沥液影响了木素的官能团，使其特征峰吸收减弱。
C 木素特征吸收峰在波长 250 ～ 380 nm 的吸光度较
B 木素的增大，这一方面可能是紫外光照射过程中
木素被氧化而导致 β-O-4 芳基醚键断裂，暴露出更
多羟基，导致峰强度增大［8］，另一方面是由于木素
中的羟基被氧化成羧基［9］。在 380 nm后，C 木素的
吸光度比 A木素和 B 木素的都要大，这是因为紫外
光照后生成了新的与苯环共轭的不饱和结构及醌型
结构［10-11］，而共轭双键结构的电子能量较低，易被
可见光激发［12］。
2. 1. 2 粉单竹未漂 APMP磨木木素
粉单竹未漂 APMP 磨木木素的紫外光谱见图 2。
由图 2 可知，粉单竹未漂 APMP的 A木素除了在 285
nm处有特征吸收峰外，在 310 nm处出现一个很强的
吸收峰，且吸光度相对于粉单竹 A 木素明显增大，
说明经 APMP制浆后产生了更多的发色基团或助色基
团，这与木素的颜色由浅黄褐色变为黄褐色相符合。
也可认为，粉单竹未漂 APMP 的 B 木素吸收值较 A
木素的低是由于吸附的竹沥液使得木素特征吸收峰减
弱所导致。粉单竹未漂 APMP 的 C 木素的紫外光谱
变化与粉单竹 C 木素的相同。这些现象也说明，在
紫外光照射返黄过程中木素和竹沥液结构易于发生变
化，致使颜色变深。
图 2 粉单竹未漂 APMP磨木木素的紫外光谱图
2. 1. 3 粉单竹漂白 APMP磨木木素
图 3 粉单竹漂白 APMP磨木木素的紫外光谱图
粉单竹漂白 APMP 磨木木素的紫外光谱见图 3。
由图 3 可知，粉单竹漂白 APMP的 B木素的吸收值较
A木素的低，可判断吸附的竹沥液对木素的特征吸收
峰有影响。经紫外光照射后，粉单竹漂白 APMP的 C
63
第 27 卷 第 2 期 竹沥液对粉单竹 APMP木素发色基团的影响
木素在 310 nm处的酯键吸收峰减弱，光返黄在对木
素结构破坏的同时也会使木素的酯键发生光氧化断
裂。粉单竹漂白 APMP磨木木素与其原竹磨木木素及
未漂 APMP磨木木素存在差异，这可能是由于木素结
构不同造成吸附的竹沥液物质也不同，产生的结构变
化也不相同。
2. 2 木素的红外光谱分析
红外光谱用于定量分析木素的某些基团时，由于
代表苯环骨架伸缩振动的 1510 cm －1左右处的吸收峰
强度比较稳定，通常以此峰作为基准［13］，将其他吸
收峰的吸收强度与 1510 cm －1处吸收峰的吸收强度比
较，所得的比值可以反映木素中每个苯环所含相应基
团或连接键的相对比例［14］，通过比较可发现木素结
构发生的变化。
2. 2. 1 粉单竹磨木木素
粉单竹磨木木素的红外光谱见图 4，其红外光谱
特征及对应结构见表 1。由图 4 及表 1 可知，添加竹
沥液和紫外光照射前后木素样品的红外光谱基本相
似，在 1595 cm －1、1506 cm －1、1329 cm －1附近都出
现芳香环骨架振动的强吸收峰，具有明显的木素红外
光谱特征。
图 4 粉单竹磨木木素红外光谱图
表 1 粉单竹磨木木素红外光谱特征及对应结构
基团振动
波数
/ cm －1
Ai /A1506
A B C
O—H伸缩振动 3405 1. 32 1. 63 1. 49
C O伸缩振动，酯羰基或非共
轭羰基
1723 0. 92 0. 80 0. 80
共轭羰基 C O振动 1655 0. 75 1. 02 0. 88
芳香环骨架振动 1595 1. 11 1. 20 1. 16
芳香环骨架振动 1506 1. 11 1. 20 1. 16
芳香环骨架振动 1329 0. 89 0. 95 0. 89
粉单竹的 B 木素在 3405 cm －1处有 O—H 伸缩振
动吸收峰，且吸收强度较 A 木素的增加;与 A 木素
的相比，B木素在 1655 cm －1处的共轭羰基 C O 振
动的吸收强度增加，1723 cm －1处的非共轭羰基吸收
减弱，可推断竹沥液可使 A 木素引入醇羟基和较多
的共轭羰基，而共轭羰基为发色基团，使得木素颜色
加深，从而影响竹浆白度的提高，增加成纸的返黄程
度。实验发现，C木素的羟基和共轭羰基吸收强度较
B木素的减弱，表明紫外光诱导返黄后，木素发生了
一定程度的降解。而 C木素在 1655 cm －1处共轭羰基
吸收强度较 A 木素的减弱，这说明木素及吸附在其
表面的竹沥液物质都发生了氧化反应，产生了新的共
轭基团和醌型结构，可见木素在此区域的吸收对纸浆
白度有较大影响。
2. 2. 2 粉单竹未漂 APMP磨木木素
粉单竹未漂 APMP 磨木木素红外光谱见图 5，
其红外光谱特征及对应结构见表 2。由图 5 及表 2
可知，粉单竹未漂 APMP的 A、B、C 木素吸收峰的
位置比较接近，但部分吸收峰的吸收强度发生
变化。
图 5 粉单竹未漂 APMP磨木木素红外光谱图
表 2 粉单竹未漂 APMP磨木木素红外光谱特征
及对应结构
基团振动
波数
/ cm －1
Ai /A1506
A B C
O—H伸缩振动 3435 1. 35 0. 94 0. 91
C O伸展振动，非共轭羰基或
羧基
1697 0. 55 0. 61 0. 59
共轭羰基 C O振动 1630 0. 62 0. 65 0. 69
芳香环骨架振动 1602 1. 17 1. 07 1. 13
芳香环骨架振动 1425 0. 79 0. 80 0. 79
芳香环 C—H弯曲振动 834 0. 30 0. 36 0. 33
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竹沥液对粉单竹 APMP木素发色基团的影响 第 27 卷 第 2 期
粉单竹未漂 APMP的 B木素在 3435 cm －1处羟基
的吸收强度较 A木素的减弱，1697 cm －1处非共轭羰
基的吸收有少量增强，1602 cm －1、1425 cm －1、834
cm －1处芳香环吸收强度的变化不大，这也是受所吸
附的竹沥液的影响。但粉单竹未漂 APMP 的 B 木素
与粉单竹 B 木素的变化不同，这是由于 APMP 制浆
后木素结构发生了变化，且竹沥液为多种混合物的液
体，导致吸附在木素上的竹沥液成分有所不同，对木
素的影响也存在差别。C 木素较 B 木素在 1630 cm －1
和 1602 cm －1处的吸收强度有所增强，该处为共轭羰
基和醌型结构的吸收［15］，木素在这一区域的吸收对
纸浆白度有较大影响，其相对吸收强度的增大，说明
经紫外光返黄后产生了新的共轭羰基或醌型结构，是
纸浆白度降低的原因之一。
2. 2. 3 粉单竹漂白 APMP磨木木素
粉单竹漂白 APMP磨木木素红外光谱见图 6，其
红外光谱特征及对应结构见表 3。由图 6 及表 3 可
知，添加竹沥液和紫外光照射前后的木素样品的主要
特征吸收峰的位置相似，但吸收峰的吸收强度发生了
一定变化，这是由竹沥液和紫外光照射返黄造成的
影响。
图 6 粉单竹漂白 APMP磨木木素红外光谱图
表 3 粉单竹漂白 APMP磨木木素红外光谱特征
及对应结构
基团振动说明
波数
/ cm －1
Ai /A1506
A B C
O—H伸缩振动 3432 1. 01 0. 86 0. 75
C O伸展振动，非共轭羰基或
羧基
1702 0. 56 0. 63 0. 69
共轭羰基 C O振动 1632 0. 56 0. 66 0. 74
芳香环骨架振动 1602 1. 09 1. 01 1. 01
芳香环骨架振动 1432 0. 78 0. 83 0. 88
芳香环 C—H弯曲振动 1329 0. 75 0. 73 0. 78
粉单竹漂白 APMP 的 B 木素较 A 木素在 3432
cm －1处的羟基吸收减弱，1702 cm －1处的非共轭羰基
和 1632 cm －1共轭羰基的吸收强度有小幅度增加，这
是由于吸附的竹沥液物质会使木素的发色基团含量有
所增加。此外，木素芳香环吸收变化不明显。C 木素
在 1632 cm －1处共轭羰基的吸收强度提高，这与紫外
光谱观察到的一致。C木素在光返黄过程中会生成新
的共轭羰基和醌型结构，由于木素和竹沥液同时存
在，此处不能说明木素和竹沥液各自发色基团的影响
作用如何。
3 结 论
从粉单竹中提取竹沥液，探讨了竹沥液对粉单竹
APMP木素发色基团的影响。结果表明，吸附在木素
上的竹沥液物质会增加木素发色结构的含量。经紫外
光照射返黄后，木素及吸附在其表面的竹沥液会生成
新的发色集团，从而影响纸浆白度，增加高得率竹浆
的返黄程度。此外，竹沥液和光返黄对木素芳环的影
响较小，竹沥液主要与木素侧链上的官能团反应起助
色作用。
参 考 文 献
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Change of Chromophore Groups of the Mixture of Succus Bambusae-lignin from
Bambusa Chungii APMP Induced by UV-light
LUO Lian-xin* SONG Xue-ping FANG Zhen TAN Li-yan MA Liang HE Zai-bo HUANG Hong-ye
(School of Light Industrial and Food Engineering，Guangxi University，Nanning，Guangxi Zhuang Autonomous Region，530004)
(* E-mail:lxluo919@ hotmail． com)
Abstract: This thesis mainly discussed the influence of succus bambusae on bamboo lignin’s chromophore groups during Bambusa Chungii
APMP yellowing． The succus bambusae extracted from bamboo was added to APMP’s lignin． And the mixture suffered from UV-light radia-
tion． The change of their chromophore groups was determined by UV and IR spectrometry． The result showed that the component of conjuga-
ted groups of the lignin increased after adding succus bambusae． After UV-light radiation，new chromophore groups were produced in lignin
and succus bambusae，this influenced the bleaching and yellowing of bamboo APMP significantly．
Key words:APMP of Bambusa Chungii;succus bambusae;lignin;chromophore groups
(责任编辑:陈丽卿)
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