ГИДРИРОВАНИЕ ЭТАНОЛЛИГНИНА ДРЕВЕСИНЫ ПИХТЫ ВОДОРОДОМ В СРЕДЕ ЭТАНОЛА В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРА NiCuМо/SiO2

УДК 54-16, 67.08

  • Борис Николаевич Кузнецов Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: bnk@icct.ru
  • Ангелина Викторовна Мирошникова Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: miroshnikova.av@icct.krasn.ru
  • Александр Сергеевич Казаченко Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: leo_lion_leo@mail.ru
  • Сергей Викторович Барышников Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: bsv2861@mail.ru
  • Юрий Николаевич Маляр Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: yumalyar@gmail.com
  • Андрей Михайлович Скрипников Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: and-skripnikov@yandex.ru
  • Ольга Юрьевна Фетисова Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: fou1978@mail.ru
  • Вадим Анатольевич Яковлев Институт катализа СО РАН Email: yakovlev@catalysis.ru
  • Оксана Павловна Таран Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: oxanap@catalysis.ru
DOI_disc_logo https://doi.org/10.14258/jcprm.20220411606
Ключевые слова: этаноллигнин пихты, гидрирование, среда этанола, катализатор, NiCuМо/SiO2, фенольные соединения

Аннотация

В развитие исследований по каталитической конверсии лигнина в жидкие углеводороды установлено влияние бифункционального катализатора NiCuMo/SiO2 на выход и состав продуктов гидрирования этаноллигнина древесины пихты в среде этанола. Методом термогравиметрического анализа установлено, что основное терморазложение этаноллигнина пихты происходит в интервале от 260 до 600 °С и максимальная скорость его термической деструкции (3.9%/мин.) достигается при 398.3 °С. При температуре 250 °С катализатор увеличивает выход жидких продуктов с 75.0 до 88.0 мас.% и уменьшает выход твердого остатка с 14.0 до 0.6 мас.%. Суммарный выход фенольных соединений при некаталитическом гидрировании не превышает 4.5 мас.%. Бифункциональный никельсодержащий катализатор увеличивает в два раза (до 9.2 мас.%) выход жидких фенольных продуктов, среди которых преобладают димеры и 4-пропилгваякол. В присутствии катализатора молекулярно-массовое распределение жидких продуктов гидрирования этаноллигнина смещается в низкомолекулярную область, вследствие увеличения содержания в жидких продуктах димерных и мономерных фенольных соединений.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Борис Николаевич Кузнецов, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией химии природного органического сырья, профессор кафедры органической и аналитической химии

Ангелина Викторовна Мирошникова, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

младший научный сотрудник лаборатории химии природного органического сырья, ассистент кафедры органической и аналитической химии

Александр Сергеевич Казаченко, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории химии природного органического сырья, доцент кафедры органической и аналитической химии

Сергей Викторович Барышников, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории химии природного органического сырья

Юрий Николаевич Маляр, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории каталитических превращений возобновляемых ресурсов, доцент кафедры органической и аналитической химии

Андрей Михайлович Скрипников, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

младший научный сотрудник лаборатории химии природного органического сырья, ассистент кафедры органической и аналитической химии

Ольга Юрьевна Фетисова, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории физико-химических методов исследования материалов

Вадим Анатольевич Яковлев, Институт катализа СО РАН

доктор химических наук, руководитель инжинирингового центра

Оксана Павловна Таран, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет

доктор химических наук, профессор, директор, заведующий кафедрой органической и аналитической химии

Литература

Luterbacher J.S., Martin Alonso D., Dumesic J.A. Green Chemistry, 2014, vol. 16, no. 12, pp. 4816–4838.

Zhao X., Zhou H., Sikarwar V.S., Zhao M., Park A.-H.A., Fennell P.S., Shen L., Fan L.-S. Energy & Environmental Science, 2017, vol. 10, no. 9, pp. 1885–1910.

Rowell R.M. Handbook of wood chemistry and wood composites. 2nd edn. CRC. Press: Taylor and Francis Group, 2012, 703 p.

Popa V.I. Pulp Production and Processing: High-Tech Applications. De Gruyter, Berlin, Boston, 2020, 404 p.

Amen-Chen C., Pakdel H., Roy C. Bioresource technology, 2001, vol. 79, pp. 277–299.

Gazi S. Applied Catalysis B: Environmental, 2019, vol. 257, 117936.

Zhang K., Pei Z., Wang D. Bioresource Technology, 2016, vol. 199, pp. 21–33.

Kuznetsov B.N., Sharypov V.I., Baryshnikov S.V., Miroshnikova A.V., Taran O.P., Yakovlev V.A., Lavrenov A.V., Djakovitch L. Catalysis Today, 2021, vol. 379, pp. 114–123.

Galkin M.V., Samec J.S.M. ChemSusChem, 2014, vol. 7, no. 8, pp. 2154–2158.

Ferrini P., Rinaldi R. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 2014, vol. 53, no. 33, pp. 8634–8639.

Dagle V.L., Smith C., Flake M., Albrecht K.O., Gray M.J., Ramasamy K.K., Dagle R.A. Green Chemistry, 2016, vol. 18, no. 7, pp. 1880–1891.

Kuznetsov B.N., Baryshnikov S.V., Miroshnikova A.V., Kazachenko A.S., Malyar Y.N., Skripnikov A.M., Taran O.P. Catalysts, 2021, vol. 11, no. 11, p. 1362.

Van den Bosch S., Renders T., Kennis S., Koelewijn S.F., Van den Bossche G., Vangeel T., Deneyer A., Depuydt D., Courtin C.M., Thevelein J.M., Schutyser W., Sels B.F. Green Chemistry, 2017, vol. 19, no. 14, pp. 3313–3326.

Zhang J., Asakura H., van Rijn J., Yang J., Duchesne P., Zhang B., Chen X., Zhang P., Saeys M., Yan N. Green Chemistry, 2014, vol. 16, no. 5, pp. 2432–2437.

Zhang J., Teo J., Chen X., Asakura H., Tanaka T., Teramura K., Yan N. ACS Catalysis, 2014, vol. 4, no. 5, pp. 1574–1583.

Bykova M.V., Ermakov D.Y., Khromova S.A., Smirnov A.A., Lebedev M.Y., Yakovlev V.А. Catalysis Today, 2014, vol. 220–222, pp. 21–31.

Sharypov V., Kusnetsov B., Yakovlev V., Beregovtsova N., Baryshnikov S. Catalysis in Industry, 2017, vol. 9, pp. 170–179.

Miroshnikova A.V., Baryshnikov S.V., Malyar Y.N., Yakovlev V.A., Taran O.P., Djakovitch L., Kuznetsov B.N. Si-berian Federal University. Chemistry, 2020, vol. 13, no. 2, pp. 247–259.

Quesada-Medina J., López-Cremades F.J., Olivares-Carrillo P. Bioresource Technology, 2010, vol. 101, no. 21, pp. 8252–8260.

Ermakova M.A., Ermakov D.Y. Applied Catalysis A: General, 2003, vol. 245, no. 2, pp. 277–288.

Brebu M., Vasile C. Cellulose Chemistry and Technology, 2010, vol. 44, pp. 353–363.

Poletto M. Maderas. Ciencia y tecnología, 2017, vol. 19, pp. 63–74.

Yussuf A., Kawamoto H., Saka S. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2011, vol. 92, pp. 88–98.

Renders T., Van den Bossche G., Vangeel T., Van Aelst K., Sels B. Current Opinion in Biotechnology, 2019, vol. 56, pp. 193–201.

Kazachenko A.S., Baryshnikov S.V., Chudina A.I., Malyar Yu.N., Sychev V.V., Taran O.P., Djakovitch L., Kuzne-tsov B.N. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2019, no. 2, pp. 15–26. (in Russ.).

Baryshnikov S.V., Miroshnikova A.V., Kazachenko A.S., Malyar Yu.N., Taran O.P., Lavrenov A.V., Djakovitch L., Kuznetsov B.N. J. Sib. Fed. Univ. Chem., 2019, vol. 12, no. 4, pp. 550–561.

Ullah N., Odda A.H., Liang K., Kombo M.A., Sahar S., Ma L.-B., Fang X.-X., Xu A.-W. Green Chemistry, 2019, vol. 21, no. 10, pp. 2739–2751.

Dou X., Li W., Zhu C., Jiang X. Applied Catalysis B: Environmental, 2021, vol. 287, 119975.

Totong S., Daorattanachai P., Laosiripojana N., Idem R. Fuel Processing Technology, 2020, vol. 198, 106248.

Song Q., Wang F., Cai J., Wang Y., Zhang J., Yu W., Xu J. Energy & Environmental Science, 2013, vol. 6, no. 3, pp. 994–1007.

Xiao L.-P., Wang S., Li H., Li Z., Shi Z.-J., Xiao L., Sun R.-C., Fang Y., Song G. ACS Catalysis, 2017, vol. 7, no. 11, pp. 7535–7542.

Yang X., Hu X., Yang Z., Wang Q., Zaman A., Huang F., Jiang M. Renewable Energy, 2020, vol. 162, pp. 1285–1291.

Jedrzejczyk M.A., Van den Bosch S., Van Aelst J., Van Aelst K., Kouris P.D., Moalin M., Haenen G.R.M.M., Boot M.D., Hensen E.J.M., Lagrain B., Sels B.F., Bernaerts K.V. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2021, vol. 9, no. 37, pp. 12548–12559.

ElSohly A.M., MacDonald J.I., Hentzen N.B., Aanei I.L., El Muslemany K.M., Francis M.B. Journal of the American Chemical Society, 2017, vol. 139, no. 10, pp. 3767–3773.

Опубликован
2022-12-15
Как цитировать
1. Кузнецов Б. Н., Мирошникова А. В., Казаченко А. С., Барышников С. В., Маляр Ю. Н., Скрипников А. М., Фетисова О. Ю., Яковлев В. А., Таран О. П. ГИДРИРОВАНИЕ ЭТАНОЛЛИГНИНА ДРЕВЕСИНЫ ПИХТЫ ВОДОРОДОМ В СРЕДЕ ЭТАНОЛА В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРА NiCuМо/SiO2 // Химия растительного сырья, 2022. № 4. С. 89-98. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/11606.
Выпуск
№ 4 (2022)
Раздел
Биополимеры растений

Copyright (c) 2022 Химия растительного сырья

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:

1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.