ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И КОМПОЗИТОВ НА ЕЕ ОСНОВЕ

УДК 547.458.81+661.728.7

  • Михаил Яковлевич Иоелович Designer Energy Ltd
Ключевые слова: нанокристаллическая целлюлоза, композиты, полуфабрикаты производство, оптимизация, безотходная технология

Аннотация

В данной работе предложены оптимальные и безотходные технологии производства нанокристаллической целлюлозы (НКЦ) и ее композитов с неорганическим пигментом, а также полуфабрикатов, содержащих агрегаты наночастиц. Были найдены следующие оптимальные условия гидролиза: концентрация серной кислоты 40 мас.%, температура – 80 °C, продолжительность – 1 ч, жидкостный модуль – 7. После стадии гидролиза гидролизованную целлюлозу промывали, разбавляли водой и дезинтегрировали для изоляции индивидуальных наночастиц. После этого разбавленную дисперсию НКЦ упаривали для получения товарного продукта – концентрированной пасты НКЦ. С целью получения композита кислоту в непромытой гидролизованной целлюлозе нейтрализовали гидроксидом кальция, чтобы осадить белый пигмент – сульфат кальция. Кроме того, отработанная кислота и кислые промывные воды собиралась и обрабатывалась гидроксилапатитом (ГАП) для получения ценного побочного продукта, суперфосфата (СУП), продажа которого значительно снижает стоимость первичного продукта – НКЦ.  Загрязненная вода, собранная после промывки, нейтрализации и упаривания, очищалась и возвращалась в технологический цикл. Для снижения стоимости производства такие дорогостоящие стадии процесса, как дезинтеграция и упаривание разбавленной дисперсии, были исключены, что позволило получить дешевые полуфабрикаты, содержащие агрегаты НКЦ или ее композит с неорганическими частицами сульфата кальция.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биография автора

Михаил Яковлевич Иоелович, Designer Energy Ltd

доктор химических наук, профессор

Литература

Lahiji R., Xu X., Reifenberger R. et al. Langmuir, 2010, vol. 26, pp. 4480–4488.

Chauhan V.S., Chakrabarti S.K. Cellulose Chem. Technol., 2012, vol. 46, pp. 389–400.

Ioelovich M. CibTech. J. Biotech., 2015, vol. 4, pp. 19–24.

Dos Santos F.A, Iulianelli G.C.V., Tavares M.I.B. Mater. Sci. Appl., 2016, vol. 7, pp. 257–294.

Habibi Y., Lucia L.A., Rojas O.J. Chem. Rev., 2010, vol. 110, pp. 3479–3500.

Hubbe M.A., Rojas O.J., Lucia L.A. Sain M. Bioresources, 2008, vol. 3, pp. 929–980.

Moran J.I., Alvarez V.A., Cyras V.P., Vazquez A. Cellulose, 2008, vol. 15, pp. 149–159.

Lima M.M., Borsali R. Macromol. Rapid Comm., 2004, vol. 25, pp. 771–787.

Bai W., Holbery J., Li K. Cellulose, 2009, vol. 16, pp. 455–465.

Luduena L., Fasce D., Alvarez V. A., Stefani P.M. Bioresources, 2011, vol. 6, pp. 1440–1453.

Yu M., Yang R., Huang L., Cao X., Yang F., Liu D. Bioresources, 2012, vol. 7, pp. 1802–1812.

Li Y., Ragauskas A. Adv. Div. Ind. Appl. Nanocompos, 2011, vol. 3, pp. 17–36.

Bondeson D., Mathew A., Oksman K. Cellulose, 2006, vol. 13, pp. 171–180.

Ioelovich M. TAPPI J., 2014, vol. 13, pp. 45–52.

Ioelovich M. SITA., 2016, vol. 18, pp. 72–77.

Kargarzadeh H., Ioelovich M., Ahmad I. et al. Methods for extraction of nanocellulose from various sources. In: Hand-book of Nanocellulose and Cellulose Nanocomposites, vol. 1. Singapore: Wiley. 2017, pp. 1–50.

Ioelovich M. Characterization of various kinds of nanocellulose. In: Handbook of Nanocellulose and Cellulose Nano-composites, Vol. 1. Singapore: Wiley, pp. 51–100.

Rȁnby B.G. TAPPI J., 1952, vol. 35, pp. 53–58.

Ioelovich M. J. Chemistry: Educ. Res. and Pract., 2017. Vol 1, pp. 1–4.

Ioelovich M. Cellulose nanostructured natural polymer, Saarbrücken: LAP. 2014. 88 p.

Pakzad A., Simonsen J., Heiden P.A., Yassar R.S. J. Mater. Res., 2012, vol. 27, pp. 528–536.

Ioelovich M., Leykin A. SITA., 2004, vol. 6, pp. 17–24.

Ioelovich M. J. NanoSci. Eng., 2017, vol. 1, pp. 29–33.

Опубликован
2021-03-16
Как цитировать
1. Иоелович М. Я. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И КОМПОЗИТОВ НА ЕЕ ОСНОВЕ // Химия растительного сырья, 2021. № 1. С. 55-61. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/8667.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)