НОВЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОФИБРИЛЛИРОВАННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ЕЛИ
УДК 547.458.8
Аннотация
Описан новый метод получения микрофибриллированной целлюлозы, включающий стадии получения целлюлозы пероксидной делигнификацией древесины ели в среде «уксусная кислота – вода – катализатор H2SO4», кислотного гидролиза, ультразвуковой обработки и лиофильной сушки полученной целлюлозы. Строение целлюлозы и микрофибриллированной целлюлозы (МФЦ) изучено методами ИК, РФА, СЭМ, АСМ, динамического рассеяния света. Размер частиц конечного целлюлозного продукта является характерным для микрофибриллированной целлюлозы по классификации TAPPI Standard WI 3021. Частицы МФЦ имеют достаточно высокий поверхностный заряд, а ее водные коллоиды устойчивы в течение длительного времени. Согласно данным АСМ, поверхность пленки микрофибриллированной целлюлозы сформирована частицами диаметром около 80 нм и не содержит посторонних включений.
Предложенный новый метод получения МФЦ из древесины ели является менее энергозатратным и более экологически безопасным, по сравнению с традиционными технологиями за счет одностадийного получения высококачественной целлюлозы без использования серо- и хлорсодержащих делигнифицирующих агентов, повышенного давления, больших затрат воды.
Скачивания
Metrics
Литература
Moon R.J., Martini A., Nairn J., Simonsen J., Youngblood J. Chem Soc Rev., 2011, vol. 40, pр. 3941–3994. DOI: 10.1039/C0CS00108B.
Osong S.H., Norgren S., Engstrand P. Cellulose, 2016, vol. 23, pр. 93–123. DOI: 10.1007/s10570-015-0798-5.
Charreau H., Foresti M.L., Va´zquez A. Recent Pat Nanotechnol., 2013, vol. 7(1), pp. 56–80. DOI: 10.2174/1872210511307010056.
Zhou S., Liu P., Wang M., Zhao H., Yang J., Xu F. ACS Sustainable Chem. Eng., 2016, vol. 4 (12), pp. 6409–6416. DOI: 10.1021/acssuschemeng.6b01075.
Du H., Liu W., Zhang M., Si Ch., Zhang X., Li B. Carbohydrate Polymers, 2019, vol. 209, pp. 130–144. DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.01.020.
Lepetit A., Drolet R., Tolnai B., Montplaisir D., Lucas R., Zerrouki R. Cellulose, 2017, vol. 24, no. 10, pp. 4303–4312. DOI: 10.1007/s10570-017-1429-0.
Lavoine N., Desloges I., Dufresne A., Bras J. Carbohydrate Polymers, 2012, vol. 90, pр. 735–764. DOI: 10.1016/j.carbpol.2012.05.026.
Spence K.L., Venditti R.A., Rojas O.J., Habibi Y., Pawlak J.J. Cellulose, 2011, vol. 18, pp. 1097–1111. DOI: 10.1007/s10570-011-9533-z.
Siqueira G., Tapin-Lingua S., Bras J., Da Silva Perez D., Dufresne A. Cellulose, 2010, vol. 18(1), pp. 57–65. DOI: 10.1021/bm700769p.
Saito T., Nishiyama Y., Putaux J.-L., Vignon M., Isoga A. Biomacromolecules, 2006, vol. 7 (6), pp. 1687–1691. DOI: 10.1021/bm060154s.
Qing Y., Sabo R., Zhu J.Y., Agarwal U., Cai Z., Wu Y. Carbohydrate Polymers, 2013, vol. 97(1), pp. 226–234. DOI: 10.1016/j.carbpol.2013.04.086.
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.
Kuznetsov B.N., Kuznetsova S.A., Levdansky V.A., Levdansky A.V., Vasil’eva N.Yu., Chesnokov N.V., Ivanchen-ko N.M., Djakovitch L., Pinel C. Wood Science and Technology, 2015, vol. 49, no. 4, pp. 825–843. DOI: 10.1007/500226-015-0723-y.
Wadenbäck J., Clapham D.H, Gellerstedt G., Arnold S. Holzforschung, 2004, vol. 58(2), pp. 107–115. DOI: 10.1515/HF.2004.015.
Sjöström E., Alen R. Analytical methods of wood chemistry. Pulping and papermaking. Berlin: Springer-Verlag, 1999, 318 p.
Nascimento S.A., Rezende C.A. Carbohydrate Polymers, 2018, vol. 180, pp. 38–45. DOI: 10.1016/j.carbpol.2017.09.099.
Carbohydrate composition of extractive-free wood and wood pulp by gas-liquid chromatography (Reaffirmation of T 249 сm-09). Tappi, 2009.
Ruiz-Matute A.I., Hernandez-Hernandez O., Rodriguez-Sanchez S., Sanz M.L., Martinez Castro I. J. Chromatogr. B., 2011, vol. 879, pp. 1226–1240. DOI: 10.1016/j.jchromb.2010.11.013.
Park S., Baker J.O., Himmel M.E., Parilla P.A., Jonson D.K. Biotechnology and Biofuels, 2010, vol. 3, p. 10. DOI: 10.1186/1754-6834-3-10.
Elazzouzi-Hafraou S., Nishiyama Y., Putaux J.-L., Heux L., Dubreuil F., Rochas C. Biomacromolecules, 2008, vol. 9(1), pp. 57–65. DOI: 10.1021/bm700769p.
Hallac B.B., Ragauskas A.J. Biofuels Bioprod Bioref., 2011, vol. 5, pp. 215–225. DOI: 10.1002/bbb.269.
GOST 2789-73 (Rekomendatsiya ISO R 286). Sherokhovatost' poverkhnosti. Parametry i kharakteristiki. [GOST 2789-73 (Recommendation ISO R 286). Surface roughness. Parameters and characteristics]. Moscow, 2006, 7 p. (in Russ.).
Xu F., Yu J., Tesso T., Dowell F., Wang D. Applied Energy, 2013, vol. 104, pp. 801–809. DOI: 10.1016/j.apenergy.2012.12.019.
Ghaffar S.H., Fan M. Biomass and Bioenergy, 2013, vol. 57, pp. 264–279. DOI: 10.1016/j.biombioe.2013.07.015.
Carrillo I., Mendonça R.T., Ago M., Rojas O.J. Cellulose, 2018, vol. 25, pp. 1011–1029. DOI: 10.1007/s10570-018-1653-2.
Carrillo F., Colom X., Sunol J.J., Saurina J. European Polymer Journal, 2004, vol. 40, pp. 2229–2234. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2004.05.003.
Ishankhodzhayeva M.M., Golen'kov S.V., Derkacheva O.Yu. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2014, no. 3, pp. 105–110. (in Russ.).
Åkerholm M., Hinterstoisser B., Salmén L. Carbohydr. Res., 2004, vol. 339, pp. 569–578. DOI: 10.1016/j.carres.2003.11.012.
Ioyelovich M.Ya. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2016, no. 3, pp. 5–10. DOI: 10.14258/jcprm.2016031210 (in Russ.).
Ago M., Endo T., Hirotsu T. Cellulose, 2004, vol. 11, pp. 163–167. DOI: 10.1023/B:CELL.0000025423.32330.fa
Phanthong P., Karnjanakom S., Reubroycharoen P., Hao X., Abudula A., Guan G. Cellulose, 2017, vol. 24, pp. 2083–2093. DOI: 10.1007/s10570-017-1238-5.
Aulin C., Ahola S., Josefsson P., Nishino T., Hirose Y., Osterberg M. et al. Langmuir, 2009, vol. 25(13), pp. 7675–7685. DOI: 10.1021/la900323n.
Li X., Li J., Gong J., Kuang Y., Mo L., Song T. Carbohydrate Polymers, 2018, vol. 183, pp. 303–310. DOI: 10.1016/j.carbpol.2017.12.085.
Xiao Sh., Gao R., Lu Y., Li J., Sun Q. Carbohydrate Polymers, 2015, vol. 119, pр. 202–209. DOI: 10.1016/j.carbpol.2014.11.041.
Hishikawa Y., Togawa E., Kondo T. ACS Omega, 2017, vol. 2, pp. 1469−1476. DOI: 10.1021/acsomega.6b00364
Nuruddin M., Hosur M., Uddin M.J., Baah D., Jeelani S. J. Appl. Polym. Sci., 2016, vol. 133(9), p. 42990. DOI: 10.1002/app.42990.
Shankar Sh., Rhim J.-W. Carbohydrate Polymers, 2016, vol. 135, pp. 18–26. DOI: 10.1016/j.carbpol.2015.08.082.
Gong J., Li J., Xu J., Xiang Z., Mo L. RSC Adv., 2017, vol. 7, pp. 33486–33493. DOI: 10.1039/C7RA06222B.
Pang J.H., Wu M., Zhang Q.H., Tan X., Xu F., Zhang X.M., Sun R.C. Carbohydrate Polymers, 2015, vol. 121, pр. 71–78. DOI: 10.1016/j.carbpol.2014.11.067.
Niu F., Li M., Huang Q., Zhang X., Pan W., Yang J., Li J. Carbohydrate Polymers, 2017, vol. 165, pp. 197–204. DOI: 10.1016/j.carbpol.2017.02.048.
Copyright (c) 2020 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.
