ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И КОМПОЗИТОВ НА ЕЕ ОСНОВЕ
УДК 547.458.81+661.728.7
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
Metrics
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.
Copyright (c) 2021 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
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.
