ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ПЕРОКСИДНОЙ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ В ПРИСУТСТВИИ СЕРНОКИСЛОТНОГО КАТАЛИЗАТОРА
Аннотация
Известные методы получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) из древесного сырья является многостадийными и основаны на интеграции экологически не безопасных процессах варки, отбелки и кислотного гидролиза аморфной части целлюлозы. В работе представлено описание одностадийного каталитического метода получения микрокристаллической целлюлозы из древесины сосны, основанного на пероксидной делигнификации древесины в среде «уксусная кислота – вода» в присутствии катализатора H2SO4. Экспериментальными и расчетными методами определены оптимальные параметры процесса пероксидной делигнификации древесины сосны в присутствии катализатора 2% H2SO4, обеспечивающие высокий выход целлюлозы (45.2 мас.%) с низким содержанием остаточного лигнина (1.0 мас.%): температура – 100 °C, содержание Н2О2 – 5 мас.%, CH3COOH – 25 мас.%, ГМ 15, продолжительность – 4 ч. Изучена кинетика процесса каталитической пероксидной делигнификации древесины сосны в интервале температур 70–100 °С. Процесс делигнификации удовлетворительно описывается уравнением первого порядка в изученном интервале температур. Константы скорости варьируются от 0.08·10-4 до 2.15·10-4 с-1, энергия активации составляет 90 кДж/моль. Методами ИКС и РФА установлено, что полученная из древесины сосны целлюлоза имеет структуру, аналогичную структуре промышленной микрокристаллической целлюлозы.
Скачивания
Metrics
Литература
Autlov S.A., Bazarnova N.G., Kushnir E.Iu. Khimiia rastitel'nogo syr'ia, 2013, no. 3, pp. 33–41. (in Russ.).
Trachea D., Hussinb M.H., Chuinb C.T., Sabar S., Fazita M.R.N., Taiwo O.F.A., Hassan T.M., Haafiz M.K.M. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, vol. 93, pp. 789–804. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2016.09.056.
Sixta H. Handbook of pulp, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, Weinheim, 2006, 1348 р.
Kuznetsov B.N., Kuznetsova S.A., Iatsenkova O.V., Danilov V.G. Poluchenie tselliulozy kataliticheskoi delignifikatsiei drevesiny peroksidom vodoroda: monografiia. [Production of cellulose by catalytic delignification of wood by hydrogen peroxide: monograph]. Krasnoiarsk, 2014, 146 p. (in Russ.).
Suchy M., Argyropoulos D. Tappi Journal, 2002, vol. 1, no. 2, pp. 1–18. DOI: 10.1021/bk-2001-0785.ch001.
Garyntseva N.V., Sudakova I.G., Kuznetsov B.N. Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta. Khimiia, 2018, no. 2, pp. 291–303. (in Russ.).
Kuznetsov B.N., Kuznetsova S.A., Danilov V.G., Yatsenkova O.V., Petrov A.V. Reaction Kinetics Mechanisms and Catysis, 2011, vol. 104, pp. 337–343. DOI: 10.1007/s11144-011-0354-8.
Sjöström E., Alen R. Analytical methods of wood chemistry. Pulping and papermaking, Berlin: Springer-Verlag, 1999, 318 p.
Kuznetsova S.A., Danilov V.G., Kuznetsov B.N., Yatsenkova O.V., Alexandrova N.B., Shambasov V.K., Pavlenko N.I. Chemistry for Sustainable Development, 2003, vol. 11, pp. 141–147.
Tappi standard T 222 Om-98. Acid-insoluble lignin in wood and pulp. Technical association of the pulp and paper industry, Atlanta, 1998, 5 p.
Obolenskaia A.V., El'nitskaia Z.P., Leonovich A.A. Laboratornye raboty po khimii drevesiny i tselliulozy. [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 321 p. (in Russ.).
Park S., Baker J.O., Himmel M.E., Parilla P.A., Jonson D.K. Biotechnology and Biofuels, 2010, vol. 3, p. 10.
Nepenin Iu.N. Tekhnologiia tselliulozy. Proizvodstvo sul'fatnoi tselliulozy. [Pulp technology. Sulphate pulp production]. Moscow, 1990, 600 p. (in Russ.).
Pen R.Z. Planirovanie eksperimenta v Statgraphics. [Experiment Planning in Statgraphics]. Krasnoiarsk, 2003, 246 p. (in Russ.).
Fan M., Dai D., Huang B. Fourier transform infrared spectroscopy for natural fibres. In: Salih Salih (ed) Fourier transform-materials analysis. Rijeka: In Tech, 2012, 365 p.
Xiang L.Y., Mohammed M.A.P., Baharuddin A.S. Carbohydrate Polymers, 2016, vol. 148, pp. 11–20. DOI: 10.1016/j.carbpol.2016.04.055.
Moran J.I., Alvarez V.A., Cyras V.P., Vazquez A. Cellulose, 2008, vol. 15, pp. 149–159. DOI: 10.1007/s10570-007-9145-9.
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.
