ДЕГРАДАЦИЯ СТРУКТУРЫ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ПРИ ОЗОНОЛИТИЧЕСКОЙ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ

  • Надежда (Nadezhda) Алексеевна (Alekseevna) Мамлеева (Mamleeva) Московский государственный университет
  • Андрей (Andrey) Николаевич (Nikolaevich) Харланов (Kharlanov) Московский государственный университет
  • Дмитрий (Dmitriy) Германович (Germanovich) Чухчин (Chukhchin) Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
  • Наталья (Natal'ya) Григорьевна (Grigor'evna) Базарнова (Bazarnova) Алтайский государственный университет
  • Валерий (Valeriy) Васильевич (Vasil'evich) Лунин (Lunin) Московский государственный университет
Ключевые слова: древесина, озонирование, делигнификация, продукты озонолиза, ИК-спектроскопия, рентгенодифракционный анализ

Аннотация

Исследованы превращения древесины сосны под воздействием озона. Определено содержание лигнина (ЛГ) и целлюлозы в целлюлозосодержащем материале (ЦМ) из озонированной древесины. Определена степень полимеризации целлюлозы из ЦМ. Образцы ЦМ исследованы методами ИК-спектроскопии диффузного отражения и рентгенодифракционного анализа (РДА). Проведен ВЭЖХ-анализ водорастворимых продуктов озонолиза ЛГ.

Озонирование древесины приводит к деструкции ЛГ, достигается степень делигнификации 40–42%. Деструкция ароматических компонентов подтверждается спектрами ИК-ДО. Отмечено уменьшение интенсивности скелетных колебаний ароматического кольца 1511, 1598 см-1, полосы 1662 cм-1 и увеличение интенсивности валентных С=О колебаний лигнина и гемицеллюлоз (ГЦ) при 1736 см -1.

Стехиометрическое соотношение количества поглощенного озона и разрушенных гваяцильных единиц, а также состав водорастворимых продуктов показывает, что основным механизмом деструкции ЛГ в древесине является озонолиз.

Данные РДА и уменьшение СП целлюлозы показали, что помимо ЛГ при озонировании разрушаются также ГЦ и аморфная целлюлоза. Установлено, что наиболее эффективной деструкции лигнина при наименьшей деградации целлюлозного волокна соответствует  область удельного поглощения озона £1,5 ммоль O3/г.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Надежда (Nadezhda) Алексеевна (Alekseevna) Мамлеева (Mamleeva), Московский государственный университет

старший научный сотрудник, доцент, кандидат химических наук

Андрей (Andrey) Николаевич (Nikolaevich) Харланов (Kharlanov), Московский государственный университет

старший научный сотрудник, кандидат химических наук

Дмитрий (Dmitriy) Германович (Germanovich) Чухчин (Chukhchin), Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

старший научный сотрудник, доцент, кандидат химических наук

Наталья (Natal'ya) Григорьевна (Grigor'evna) Базарнова (Bazarnova), Алтайский государственный университет

декан химического факультета, заведующий кафедрой органической химии, доктор химических наук, профессор

Валерий (Valeriy) Васильевич (Vasil'evich) Лунин (Lunin), Московский государственный университет

президент химического факультета, академик РАН, профессор, доктор химических наук

Литература

Bogolitsyn K.G. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal, 2004, vol. 48, no. 6, pp. 105–123. (in Russ.).

Brochier B., Kuligowski C., Voiron S., Petit-Conil M. Ozone news, 2006, vol. 34, no. 6, pp. 21–28.

Travaini R. Martín-Juárez J., Lorenzo-Hernando A., Bolado-Rodriges S. Biores. Technol., 2016, vol. 199, no. 1, pp. 2–10. DOI: 10 1016/j.biotech.2015.08.143.

Mamleeva N.A., Autlov S.A.;Bazarnova N.G, Lunin V.V. Russ. J. Bioorg. Chem., 2016, vol. 42, no. 7, pp. 694–699. DOI: 10.1134/S1068162016070098.

Mamleyeva N.A., Kustov A.L., Lunin V.V. Zhurnal fizicheskoy khimii, 2018, vol. 92, no. 9, pp. 1402–1408. DOI: 10.1134/S0036024418090182. (in Russ.).

Mamleeva N.A., Babayeva N.A., Kharlanov A.N., Lunin V.V. Russ. J. Phys. Chem. A, 2019, vol. 93, no. 1, pp. 37–42. DOI: 10.1134/S0044453719010199.

Ben’ko E.M., Manisova O.R., Lunin V.V. Russ. J. Phys. Chem. A., 2017, vol. 91, no. 7, pp. 1190–1196. DOI: 10.1134/s0036024417070056.

Andersen S.L.F., Castoldi R., Bracht A., Peralta R.A., Alves de Lima E., Helm C.V., Moreira R., Peralta R.M. Wood Sci. Technol., 2019, vol. 53, Issue 1, pp. 49–69. DOI: 10.1007/s00226-018-1061-7.

Li C., Wang L., Chen Z., Li Y., Wang R., Luo X., Cai G., Li Y., Yu Q., Lu J. Bioresour. Technol., 2015, vol. 183, no. 1, pp. 240–247. DOI: 10.1016/j.biortech.2015.01.042.

Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. [Laborato-ry work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 320 p. (in Russ.).

Yu Z., Jameel H., Chang H., Park S. Biores. Technol., 2011, vol. 102, pp. 9083–9089. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.07.001.

Segal L., Creely J.J., Martin.Jr. A.E., Conrad C.M. Tex. Res. J., 1959, vol. 29, no. 10, pp. 786–794. DOI: 10.1177%2F004051755902901003.

Schöne L., Herrmann H. Atmos. Chem. Phys., 2014, vol. 14, pp. 4503–4514. DOI: 10.5194/acp-14-4503-2014.

Razumovsky S.D., Zaikov G.E. Ozone and its reactions with organic compounds. Kinetics and mechanism. Amsterdam. The Nethelands. Elsevier. 1984.

Bailey P.S. Ozonation of Aromatic Compounds. in Ozonation in Organic Chemistry, vol. 2. Nonolefinic compounds. New York. 1982, pp. 31–37.

Pandey K.K., Theagarjan K.S. Holz als Roh- und Werkstoff., 1997, vol. 55, pp. 383–390. DOI: 10.1007/s00107005025.

Schwanninger M., Rodrigues J.C., Pereira H., Hinterstoisser B. Vibrational Spectroscopy, 2004, vol. 36, pp. 23–40. DOI: 1016/j.vibspec.2004.02.003.

Bazarnova N.G., Karpova Ye.V., Katrakov et al. Metody issledovaniya drevesiny i yeyo proizvodnykh. [Methods for studying wood and its derivatives]. Barnaul, 2002, 160 p. (in Russ.).

Faix O., Böttcher J.H. Holz als Roh- und Werkstoff., 1992, vol. 50, pp. 221–226.

Derkacheva O.Yu., Sukhov D.A. Macromol. Symp., 2008, vol. 265, no. 1, pp. 61–68. DOI: 10.1002/masy.200850507.

Proniewicz L. M., Paluszkiewicz C., Wesełucha-Birczyn´ska A., Baran´ski A., Dutka D. J. Mol. Structure, 2002, vol. 614, pp. 345–353. DOI: 10.1016/S0022-2860(02)00275-2.

Aleshina L.A., Glazkova S.V., Lugovskaya L.A., Podoynikova M.V., Fofanov A.D., Silina Ye.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2001, no. 1, pp. 5–36. (in Russ.).

Park S., Baker J.O., Himmel M.E, Parilla P.A., Johnson D.K. Biotechnol. Biofuels., 2010, vol. 3, no. 10. DOI: 10.1186/1754-6834-3-10.

Baryshnikov S.V., Sharypov V.I., Zhizhayev A.M., Beregovtsova N.G., Kuznetsov B.N. J. Siberian Federal Univ. Chem., 2010, vol. 3, no. 2, pp. 120–127. (in Russ.).

Mamleeva N.A., Abrosimova G.E., Kharlanov A.N., Lunin V.V. Russ. J. Phys. Chem. A., 2013, vol. 87, no. 7, pp. 1102–1107. DOI: 10.1134/S0036024413070200.

Ragnar M., Eriksson T., Reitberger T. Holzforschung, 1999, vol. 53, no. 1, pp. 292–298. DOI: 10.1515/HF.1999.049.

Staehelin J., Hoigné J. Environ. Science Technol., 1982, vol. 16, no. 12, pp. 666–681. DOI: 10.1021/es00104a009.

Olkkonen C., Tylli Y., Forsskåhl I., Fuhrmann A., Hausalo T., Tamminen T., Hortling B., Janson J. Holzforschung, 2000, vol. 54, pp. 397–406. DOI: 10.1515/HF.2000.067.

ИК-ДО спектры
Опубликован
2019-03-06
Как цитировать
[1]
Мамлеева (Mamleeva)Н. (Nadezhda) А. (Alekseevna), Харланов (Kharlanov)А. (Andrey) Н. (Nikolaevich), Чухчин (Chukhchin)Д. (Dmitriy) Г. (Germanovich), Базарнова (Bazarnova)Н. (Natal’ya) Г. (Grigor’evna) и Лунин (Lunin)В. (Valeriy) В. (Vasil’evich) 2019. ДЕГРАДАЦИЯ СТРУКТУРЫ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ПРИ ОЗОНОЛИТИЧЕСКОЙ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ. Химия растительного сырья. 1 (мар. 2019), 85-94. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2019015143.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)