二氧化氯漂白过程中木素结构在二氧化氯的作用下会进行一系列氧化降解反应,该过程主要涉及木素结构及木素结构上的各官能团的转变。含有游离羟基的酚型木素结构具有较强的反应活力,研究酚型木素结构与二氧化氯的反应机制进一步明晰木素降解机理及漂白过程中可吸附有机氯化物（AOX）的形成规律具有重要意义。本文利用三种不同的酚型木素模型物4-羟基-3-甲氧基苯乙酮（APO,G型单体木素模型物）、3,5-二甲氧基-4-羟基苯乙酮（DHP,S型单体木素模型物）和愈创木酚基甘油-愈创木基醚（G-β-g,β-O-4 G型二聚体木素模型物）来研究木素与二氧化氯的反应机制。在高浓度（木素与二氧化氯浓度比大于1:2）二氧化氯条件下分别研究了酚型单体木素模型物APO和DHP与二氧化氯的反应机制。首先利用UV在常温（25℃）条件下表征反应体系各物质特征吸光度的变化,推测了APO在与二氧化氯反应过程中被二氧化氯活化,在反应初期快速生成酚氧自由基,然后进行系列氧化反应生成对苯醌、邻苯醌或邻苯二酸类中间产物。然后研究了360 nm处游离二氧化氯以及260 nm处中间产物吸光度随反应体系中APO和二氧化氯浓度的变化关系。分别推导出APO与二氧化氯消耗具有固有的摩尔比为1:3,DHP与二氧化氯消耗具有固有的摩尔比为1:4。研究还发现260 nm处的吸光度与APO浓度具有内在联系,并建立了中间产物吸光度与APO浓度的线性回归方程y=5x。该线性方程的存在进一步证实了对苯醌、邻苯醌或邻苯二酸类中间产物的存在。结果验证了在室温、高浓度二氧化氯存在下,二氧化氯可以快速氧化降解APO,生成对苯醌、邻苯醌或邻苯二酸等稳定存在的产物。通过研究各反应物和生成物的吸光度变化,解析APO与二氧化氯反应机理,建立了二氧化氯与APO的反应动力学方程。基于APO与二氧化氯反应过程中对苯醌、邻苯醌或邻苯二酸类中间产物的形成及降解规律的研究,在模拟漂白条件下建立了稳态假设[APO]=-（k₂[AC]）/k₁,并推导了一个新的完整二阶速率方程:d[Cl O₂]/dt=[AC][Cl O₂](0.0028ln^[H]++0.0666)。动力学方程的拟合结果较好,拟合常数高于0.90,具有极高的相关性,该反应符合一级反应特征。以APO为反应底物进行模拟二氧化氯漂白实验,研究发现当二氧化氯与木素结构单元摩尔比例达到约1:3时,漂白废水的AOX的生成量降低约30%,这也为漂白过程的AOX减量提供了一种新思路。使用Gaussion 09软件包,运用DFT的B3LYP方法,在6-31+g*基组水平上对二氧化氯与三种酚型木素模型物的氧化反应过程进行分析,对其过渡态进行搜寻并比较其反应能垒。研究证明,上述研究推测的中间产物均快速形成,且需要能量极低,其中DHP与二氧化氯的反应能垒为12.6kcal/mol,G-β-g与二氧化氯的反应能垒为12.8 kcal/mol,APO与二氧化氯的反应能垒为15.0 kcal/mol。结果表明,三种不同酚型木素模型物与二氧化氯的反应具有不同的难易程度,S型结构更容易被二氧化氯氧化形成中间产物,β-O-4型木素二聚体模型物形成中间产物难易程度与S型结构相似,G型木素模型物最难,这也表明木素结构和单元之间的连接方式也影响木素与二氧化氯的反应活性。