1.制漿造紙機理
原料結構、產品質量和廢水汙染是中國制漿造紙工業發展的三大問題。中國用於制漿造紙的軟木資源極其匱乏，尤其是在西部地區。西部地區地廣人稀，幹旱少雨，但氣候適宜楊樹生長，非常適合大面積種植速生楊。非木材原料，特別是麥草、蘆葦、水草和龍須草也很豐富。本研究方向立足於我國制漿造紙工業原料現狀，以非木材和速生木材為主要原料，以制漿機理研究為重點，以新型特種紙、加工紙和功能紙為特色，研究制漿造紙新技術及相關機理，為新技術、新工藝和新設備的實際應用提供理論依據和技術指導，以促進我國非木材和速生木材制漿造紙技術的進步和發展。近50年來，這壹研究方向集中在非木材原料，特別是麥草、蘆葦、水草、龍須草等草類原料的生物結構和化學成分特征及其制漿造紙機理。草類原料的制漿特性不同於針葉木，建立了草類堿法制漿的“低溫快速蒸煮”理論。通過對不同方法禾草原料制漿機理差異的研究，在國內最早提出了最適合禾草原料的制漿方法，為更好地利用非木材原料，降低能耗，提高紙漿質量提供了理論依據。
近年來，為配合西部地區“山川秀美”工程的順利實施，提高農民造林積極性和經濟收入，本研究方向對速生楊制漿造紙機理和性能進行了研究，重點研究了化學制漿和APMP制漿機理，取得了階段性成果，為我國西部地區林業的良性可持續發展提供了思路。
目前，我國紙和紙板的產量僅次於美國，但種類和質量，特別是特種紙和加工紙，與國外差距很大。中國造紙發展極不平衡，西部地區造紙企業普遍規模小、設備落後、產品檔次低、經濟效益差、汙染嚴重。這些企業要發展，要生存，必須從實際出發，因地制宜調整產品結構，節能降耗，治理汙染。以市場為導向，在市場需求中開發特種產品，提高產品質量，增加以各類加工紙、特種紙、功能紙為代表的高附加值產品，提高企業經濟效益，是適合中小造紙企業發展的道路。特種紙需求量小，但技術含量高。如何提高特種紙和加工紙的質量，開發社會需要的新型特種紙和加工紙產品，提高產品的市場競爭力，使這些中小企業在造紙工業發展的大潮中生存和發展，是造紙工作者面臨的迫切問題。因此，新型特種紙和加工紙也是該研究方向的重要研究領域，並取得了不少成果。電器用覆銅板原紙、新型高檔蘋果套袋紙等20多種特種紙研制成功，全部轉化為生產力。其中，博士生導師張美雲教授研究的高檔果實套袋紙生產新技術已在陜西及周邊省份推廣應用，產生了良好的經濟效益和社會效益。這些科研成果的推廣，為國家和地方造紙工業的發展和經濟效益的提高做出了突出貢獻。
2.造紙化學品和濕部化學
在造紙過程中需要加入多種化學物質。除填料外，造紙化學品的用量壹般為紙張總量的0.1% ~ 2%，但能顯著改善紙張性能，提高纖維的造紙性能和紙機的運行性能，同時減少環境汙染。中國是造紙大國，也是世界上非木纖維漿比重最高的國家之壹，2004年為29%。使用高比例的非木纖維紙漿，使得紙漿中的短纖維含量更高，不僅影響紙張質量，也增加了造紙的難度。所以更依賴於化學品，比如草漿使用助留劑會大大減少短纖維和填料的流失；中性施膠劑的應用使中性造紙成為現實，對提高紙張強度和降低生產成本具有特殊意義。隨著社會的進步和人類生活水平的提高，對紙及紙制品的需求越來越大，應用範圍也越來越廣。對紙張的質量要求更加嚴格，同時對造紙化學品提出了更高的要求。
造紙過程是壹個復雜的過程，紙張中的各組分之間存在著相互作用和影響，這將進壹步影響造紙機的運行性能和產品的最終性能。為了使造紙機保持在適宜的造紙化學條件下，減少生產工藝的變化，造紙企業需要加強濕部化學控制，改善造紙機的運行性能，提高造紙機的清潔度。以高速化和智能化為標誌的現代造紙技術可以提高紙張的施膠度和強度，減少紙張兩面差，降低定量和灰分的波動，改善紙張和外觀的均勻性，但需要建立合適的濕部化學系統。濕部化學的基礎研究內容包括研究造紙工業所需的各種濕部添加劑的基礎理論和應用機理，確定最佳使用工藝，保證造紙濕部化學平衡，獲得最佳使用效果，從而提高造紙機的可操作性和紙張質量，增加企業經濟效益。
本研究方向系統研究制漿造紙化學品的蒸煮機理、洗滌機理、漂白機理、廢紙脫墨機理、紙張物理強度增強機理、紙張粘合機理和中性施膠機理，為造紙化學品的研發提供理論指導，避免不作為浪費。在化學品濕部應用的研究中，主要圍繞化學品的留著機理，結合當前技術水平的發展，補充、完善和發展了各種留著系統理論，首次將灰色系統理論引入濕部化學因素的優化，取得了理想的效果。
該研究方向還致力於加工紙和特種紙用化學品的研究和應用，重點開發特種紙用塗布助劑和塗布制劑。目前正在研究無碳復寫紙顆粒膠囊和彩色噴墨打印紙的顯色機理和塗層配方，將替代國外產品。目前，已成功開發出具有自主知識產權的特種防水劑和高分子纖維粘合劑。
自20世紀80年代以來，該研究方向壹直致力於造紙化學品的改性和應用機理。自行研究制備了不同電荷、不同分子量、不同取代度的變性澱粉、聚丙烯酰胺、殼聚糖等壹系列造紙用高效幹強劑、助留劑和助濾劑。重點是中性施膠劑、具有助濾助留和增強作用的功能性添加劑、脫墨劑、柔軟劑和整理劑等。，並取得了許多成熟的成果，其中陽離子澱粉、羥丙基季銨鹽、聚丙烯酸接枝澱粉等成果已在國內多家造紙企業推廣應用，取得了良好的社會效益和經濟效益。近年來承擔國家項目3項、省部級項目8項、企業合作項目10余項，多項成果獲得省部級獎勵。其中，國家“九五”重點項目“造紙用高效中性施膠劑、幹強劑、助留助濾劑的研究、開發與應用”取得了良好的預期效果，引起了造紙企業的重視。在研究過程中，該研究方向的研究人員將理論與生產實踐相結合，編著出版了多部造紙化學品和造紙濕部化學方面的書籍，被許多研究人員和生產廠家作為指導科研或生產的書籍，在國內外造紙界形成了壹定的影響。
3.低汙染制漿與環境保護
在中國加工制造業產能普遍過剩的形勢下，造紙行業是為數不多的需求不斷增長的行業之壹。其發展潛力巨大，但必須防治汙染，保護環境，實施可持續發展戰略，走循環經濟之路，最大限度地利用資源，最大限度地減少浪費，使之無害化。中國造紙工業的原料結構、企業規模和技術裝備水平的現狀，使得中國造紙工業的廢水汙染形勢仍然不容樂觀。造紙工業廢水占全國工業廢水排放量的15%，COD排放量占總排放量的40%，中小型造紙廠造成的汙染更為嚴重。其中，蒸煮廢液和漂白廢水是我國造紙工業的主要汙染源。結合我國造紙工業的實際，開展低汙染制漿和環境保護的研究是發展我國造紙工業的關鍵之壹。
大型造紙廠必須實施清潔生產，從根本上解決汙染問題。清潔生產就是從源頭上減少汙染。通過精選原料、優化工藝、加強科學管理，盡可能提高生產過程中的資源利用率，盡可能減少汙染排放。清潔生產不僅可以獲得環境效益，還可以獲得經濟效益，這已被國外實踐證明是壹種有效的途徑。在中國，清潔生產已被列入政府支持的重點研究方向之壹。
本研究重點研究了低汙染蒸煮漂白機理和新技術以及制漿造紙廢水的處理，特別是自催化乙醇制漿和無氯(TCF)和無氯(ECF)漂白機理，為減少和消除我國蒸煮漂白廢水汙染和優化生產工藝提供了基礎理論依據。研究重點是氧脫木素技術、漂白機理、低汙染漂白化學品如過氧化氫、臭氧和甲基亞氨基磺酸的技術和工藝。
生物技術在制漿造紙廢水處理中的研究和應用是目前的熱點之壹。該研究方向重點研究了高濃度有機廢水厭氧生物處理的原理和技術，第三代內循環厭氧反應器技術、膜生物反應器(MBR)技術、高效緊湊型好氧生物反應器(HCR)技術、廢水超臨界氧化技術，對小型造紙企業黑液和中段廢水的處理非常有效。該研究方向在內循環厭氧反應器的結構原理、反應機理、設備開發、制漿造紙高濃度有機廢水的處理機理和技術等方面在國內起步較早，取得了壹些成果和突破，加快了我國自行設計制造內循環厭氧反應器的進程，為其在制漿造紙企業廢水處理中的應用奠定了基礎。本研究方向研究成功的適用於以草為主要原料的中小型制漿造紙企業的蒸煮黑液、中段廢水、白水處理技術，已在國內多家造紙企業推廣應用，取得了良好的經濟、環境和社會效益。
4.制漿造紙過程控制及新設備
造紙設備及其自動化技術是現代造紙企業的主要組成部分，是提高造紙企業效率的主要來源之壹。世界上所有造紙國家都非常重視造紙設備及其自動化的發展。制漿造紙過程控制及新設備的研究壹直是我院的特色研究方向，在國內外有著廣泛的影響。
在國家有突出貢獻專家、博士生導師王教授的帶領下，該研究方向20多年來取得了豐碩的成果，並日益壯大。在制漿造紙測控領域，完成了多項國內領先的科研成果。先後開發了10多項產品和專利技術。王教授主持完成了國家“九五”科技攻關項目“案木漿優質印刷紙洗選漂白過程優化控制系統的開發”和“案木漿優質印刷紙造紙過程優化控制系統的開發”研究，獲陜西省科技三等獎。該研究方向在國內造紙工藝及設備自動化領域具有明顯的特色和優勢。
隨著造紙機速度的不斷提高和單機產量的快速增加，消費者對紙產品質量的要求越來越嚴格，紙的生產離不開自動化。近20年來，我校投入大量的人力、物力和財力進行制漿造紙過程全集成自動化的研究和推廣，先後承擔了國家自然科學基金、國際科技合作項目等國家級項目7項，國家外國專家局、陜西省重大科技項目等省級項目6項，陜西省教育廳、xi安科技支撐計劃等廳級項目10項。企業共委托橫向課題500余項，7項科研成果通過省部級以上鑒定，獲得各級科技獎勵14項。紙板機的流漿箱控制、堿回收過程控制、定量水分控制系統等科研成果達到國內領先水平。目前總結了以下幾個研究方向:
1)APMP制漿過程控制與集成優化；
2)PRC-DDS蒸煮過程的控制和集成優化；
3)氣墊和液壓流漿箱控制系統；
4)基於可調熱泵的蒸汽冷凝水熱控系統；
5)紙板機的定量水分控制系統(BQCS );
6)基於現場總線的堿回收過程控制和集成優化；
7)廢水生化處理的過程控制和集成優化；
8)高速紙機的驅動控制；
9)CIPS；基於PCS/MES/ERP三層體系結構的計算機集成過程系統；
10)造紙行業能源信息系統。
5.紙張印刷的研究。
1)紙基材料印刷適性研究:深入研究和分析材料的結構、組成和性能，探索印刷材料與印刷質量的關系，進壹步開發綠色高效的新型包裝印刷材料；研究印刷色彩復制過程中的相關機理和色彩管理，從而真正實現印刷的“所見即所得”。
2)造紙和印刷化學品:研究水性和新型防偽油墨的生產新技術及相關機理，為水性油墨和新型防偽的發展提供理論依據和技術指導，推動我國水性油墨和新型防偽生產技術的進步和發展。真正實現綠色環保印刷，滿足不同環保油墨的市場需求。
3)印刷圖文信息數字化技術:根據當前印刷技術數字化發展趨勢，深入研究色彩理論、色彩管理、圖像質量控制等關鍵技術，建立適合不同生產環境的理論模型和技術參數，為個性化印刷奠定基礎。
4)印刷設備與技術:主要研究印刷設備和裝訂設備的基本結構原理、工作性能、技術規格和發展趨勢，研究印刷設備的自動控制原理和系統；結合新型印刷材料和其他印刷元素，探索最佳生產工藝。在印刷技術方面，是深化現有印刷技術中的汙染問題，研究實施印刷質量標準化；研究國內外印刷新技術，測試研究新技術中的參數，為印刷新技術在國內市場的推廣使用提供有力的數據支持。