НЕПРЯМОЕ ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КРАХМАЛА АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА, IN SITU ГЕНЕРИРОВАННЫМИ НА АНОДЕ Pb/PbO2 И ДОПИРОВАННОМ БОРОМ АЛМАЗНОМ ЭЛЕКТРОДЕ В ВОДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ

УДК 541.135:547.0

  • Галина Васильевна Корниенко Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: kornienko@icct.ru
  • Светлана Николаевна Капаева Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: Sveta0480@inbox.ru
  • Василий Леонтьевич Корниенко Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН Email: kvl@icct.ru
  • Андрей Михайлович Скрипников Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: And-skripnikov@yandex.ru
  • Оксана Павловна Таран Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН; Сибирский федеральный университет Email: taran.op@icct.krasn.ru
DOI_disc_logo https://doi.org/10.14258/jcprm.20220412022
Ключевые слова: электрокаталитическое окисление, картофельный крахмал, диальдегид крахмала

Аннотация

Исследовано непрямое электрокаталитическое окисление крахмала активными формами кислорода (АФК), in situ генерированными на анодах из диоксида свинца и допированном бором алмазном электроде в кислом водном электролите. Установлено влияние плотности тока, концентрации и агрегатного состояния реагента, схемы введения АФК на кинетику и выходы продукта непрямого окисления крахмала диальдегида карахмала. Определены оптимальные условия получения окисленного крахмала: анод − Pb/PbO2, плотность тока – 25 мА/см-2, рН электролита – 2–3, время электролиза – 80 мин, 25 °С. На исследуемых электродах сняты циклические вольтамперограммы. Продукты окисления крахмала анализировали методами: спектрофотометрии после дериватизации динитрофенилгидразином, газовой хромато-масс-спектрометрии после гидролиза и силилирования, ИК-спектроскопии. Методом ГХМС в гидролизатах продуктов реакции обнаружены таутомеры глюкозы, а также олигомеры этиленгликоля, свидетельствующие о разрыве С-С связей в моносахаридных звеньях в процессе окисления. Методом поляризационной микроскопии исследовались образцов исходного и окисленного крахмала. Для всех образцов наблюдается гранулированная, аморфная структура. Исходный крахмал характеризуется значительной степенью агрегации гранулярных частиц. Крахмал, окисленный пероксидом водорода, демонстрирует еще большую степень агрегации, нежели исходный образец, а размер гранул уменьшается.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Галина Васильевна Корниенко, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Светлана Николаевна Капаева, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

младший научный сотрудник

Василий Леонтьевич Корниенко, Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН

доктор химических наук, ведущий научный сотрудник

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

младший научный сотрудник

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

доктор химических наук, директор

Литература

Valeyeva N.Sh., Khasanova G.B. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2013, vol. 16, no. 22, pp. 184–187. (in Russ.).

Rus'kina A.A., Popova N.V., Naumenko N.V., Rus'kin D.V. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universi-teta. Seriya: Pishchevyye i biotekhnologii, 2017, vol. 5, no. 3, pp. 12–20. DOI: 10.14529/food170302. (in Russ.).

Beletskaya I.P., Kustov L.M. Uspekhi khimii, 2010, vol. 79, no. 6, pp. 493–515. (in Russ.).

Korniyenko V.L., Kolyagin G.A., Korniyenko G.V., Kenova T.A. Elektrokhimiya, 2020, vol. 56, no. 5, pp. 427–441. DOI: 10.31857/S0424857020050060. (in Russ.).

Zarei M., Niaei А., Salari D. Journal of electroanalytical chemistry, 2010, vol. 639, no. 1-2, pp. 167–174. DOI: 10.1016/j.jelechem.2009.12.005.

Korniyenko V.L. Khimiya v interesakh ustoychivogo razvitiya, 2002, vol. 10, p. 391. (in Russ.).

Ogibin Yu.N., Elinson M.N., Nikishin G.I. Uspekhi khimii, 2009, vol. 78, p. 99. (in Russ.).

Brillas E. et al. Journal of the Electrochemical Society, 1995, vol. 142, no. 6, p. 1733. DOI: 10.1149/1.2044186.

Nidheesh P.V., Zhou M., Oturan M.A. Chemosphere, 2018, vol. 197, pp. 210–227. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.12.195.

Dang X. et al. International journal of biological macromolecules, 2019, vol. 121, pp. 113–119. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.012.

Li D. et al. Journal of Industrial Engineering Chemistry, 2022, vol. 105, pp. 405–413.

Comninellis C. Electrochimica Acta, 1994, vol. 39, no. 11-12, pp. 1857–1862. DOI: 10.1016/0013-4686(94)85175-1.

Martinez-Huitle C.A., Ferro S. Chemical Society Reviews, 2006, vol. 35, no. 12, pp. 1324–1340. DOI: 10.1039/B517632H.

Li D. et al. Journal of hazardous materials, 2020, vol. 396, 122591.

Dang X. et al. International journal of biological macromolecules, 2019, vol. 121, pp. 113–119. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.012.

Butrim S.M., Bil'dyukevich T.D., Butrim N.S., Yurkshtovich T.L. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, 2015, vol. 58, no. 1, pp. 28–32. (in Russ.).

Parovuori P. Hamunen A., Forssell P., Autio K. Starch-Stärke, 1995, vol. 47, no. 1, pp. 19–23. DOI: 10.1002/star.19950470106.

Tolvanen P., Mäki-Arvela P., Sorokin A.B., Salmi T., Murzin D.Yu. Chemical Engineering Journal, 2009, vol. 154, no. 1-3, pp. 52–59. DOI: 10.1016/j.cej.2009.02.001.

Fioshin M.Ya., Smirnova M.G. Elektrokhimicheskiye sistemy v sinteze khimicheskikh produktov. [Electrochemical sys-tems in the synthesis of chemical products]. Moscow, 1985, 256 p. (in Russ.).

Korniyenko G.V., Kapayeva S.N., Malyar Yu.N., Korniyenko V.L., Taran O.P. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2021, no. 4, pp. 119–127. DOI: 10.14258/jcprm.20210410590. (in Russ.).

Shamb U., Setterfild Ch., Ventvors R. Perekis' vodoroda. [Hydrogen peroxide]. Moscow, 1958, 578 p. (in Russ.).

Ruiz-Matute A., Hernandez-Hernandez O., Rodríguez-Sánchez S., Sanz M., Martínez-Castro I. Journal of chromatog-raphy B, 2010, vol. 879, pp. 1226–1240. DOI: 10.1016/j.jchromb.2010.11.013.

Abd El Aal E.E. Journal of power sources, 2001, vol. 102, no. 1-2, pp. 233–241. DOI: 10.1016/S0378-7753(01)00804-7.

Zhang Y.R., Zhang S.D., Wang X.L., Chen R.Y., Wang Y.Z. Carbohydrate Polymers, 2009, vol. 78, no. 1, pp. 157–161. DOI: 10.1016/j.carbpol.2009.04.023.

Brillas E., Martínez-Huitle C.A. Electrochemistry, Characterization, and Applications, 2011, vol. 8.

Damodkhar G., Prabir G. Elektrokhimiya, 2019, vol. 55, no. 7, pp. 771–807. DOI: 10.1134/S0424857019050050. (in Russ.).

Ribeiro L.S., Órfão J.J.M., Pereira M.F.R. Bioresource Technology, 2018, vol. 263, pp. 402–409.

Gromov N.V., Zhdanok A.A., Medvedeva T.B., Lukoyanov I.A., Poluboyarov V.A., Taran O.P., Parmon V.N., Timofeeva M.N. Catalysis in Industry, 2020, vol. 12, no. 4, pp. 343–352.

Опубликован
2022-12-15
Как цитировать
1. Корниенко Г. В., Капаева С. Н., Корниенко В. Л., Скрипников А. М., Таран О. П. НЕПРЯМОЕ ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КРАХМАЛА АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА, IN SITU ГЕНЕРИРОВАННЫМИ НА АНОДЕ Pb/PbO2 И ДОПИРОВАННОМ БОРОМ АЛМАЗНОМ ЭЛЕКТРОДЕ В ВОДНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ // Химия растительного сырья, 2022. № 4. С. 77-88. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/12022.
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.