APPLICATION OF HIGHLY POROUS NANOMATERIALS FOR PURIFICATION OF UNREFINED VEGETABLE OILS

  • Елена (Elena) Александровна (Aleksandrovna) Власова (Vlasova) Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetevskii ave., 7, Ivanovo, 153000 Email: vea1980@mail.ru
  • Екатерина (Ekaterina) Викторовна (Viktorovna) Найденко (Najdenko) Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetevskii ave., 7, Ivanovo, 153000 Email: katyakxn@mail.ru
  • Сергей (Sergej) Анатольевич (Anatol'evich) Якимов (Yakimov) Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetevskii ave., 7, Ivanovo, 153000 Email: sergey_nim@mail.ru
Keywords: TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework, magnetron sputtering, vegetable oil, sorption, acid value, peroxide value, degree of extraction

Abstract

Reported here is the preparation of highly porous and stable new nanomaterial based on titanium-containing metal-organic framework compound - TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework by magnetron sputtering strategy. The resulting nanomaterial was characterized using XRD, FT-IR, TGA, and AFM techniques. It is shown that TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework has awell-ordered structure and consists of homogeneous nanoparticles 50 nm in size. It is established that as-prepared nanomaterial has high thermal stability. The sorption activity of TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework for unrefined vegetable oils was studied. It is established that new sorbent improves the physicochemical properties of unrefined vegetable oils due to the binding of free fatty acids and peroxide compounds formed by oil oxidation. TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework is more effective adsorbent as compared to non-modified titanium-containing metal-organic framework and traditional industrial and natural adsorbents. It is shown that the used sorbent can be easily recycled at least five times, via solvent washing. An adsorption mechanism of free fatty acids and peroxides is proposed.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

Елена (Elena) Александровна (Aleksandrovna) Власова (Vlasova), Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetevskii ave., 7, Ivanovo, 153000
научный сотрудник кафедры «Технология пищевых продуктов и биотехнология», кандидат химических наук, доцент
Екатерина (Ekaterina) Викторовна (Viktorovna) Найденко (Najdenko), Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetevskii ave., 7, Ivanovo, 153000
доцент кафедры «Технология пищевых продуктов и биотехнология», кандидат химических наук
Сергей (Sergej) Анатольевич (Anatol'evich) Якимов (Yakimov), Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Sheremetevskii ave., 7, Ivanovo, 153000
магистрант

References

О' Брайен Р. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение / пер. с англ. 2-е изд. СПб., 2007. 751 с.

Gunstone F.D. Production and trade of vegetable oils // Vegetable Oils in Food Technology: Composition, Properties and Uses. London, 2011. Pp. 1–17.

Bulut E., Yilmaz E. Comparison of the frying stability of sunflower and refined olive pomace oils with/without adsor-bent treatment // J. Am. Oil Chem. Soc. 2010. Vol. 87, N10. Pp. 1145–1153.

Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б. Физико-химические процессы, протекающие при введении каолиновых глин в растительные масла // Химия растительного сырья. 2010. №2. С. 159–164.

MacGillivray L.R., Lukehart C.M. Metal-Organic Framework Materials. Wiley, Weinheim, 2014. 592 p.

Kepert C.J. Metal Organic Frameworks Materials // Porous Materials. Weinheim, 2011. Pp. 1–67.

Maes M., Alaerts L., Vermoortele F., Denayer J.F.M., De Vos D.E. Separation of C5-hydrocarbons on microporous materials: Complementary performance of MOFs and zeolites // J. Am. Chem. Soc. 2010. Vol. 132, N7. Pp. 2284–2292.

Nuzhdin A.L., Kovalenko K.A., Fedin V.P., Bukhtiyarova G.A. Performance of metal-organic framework MIL-101 in the liquid phase adsorption of heterocyclic nitrogen compounds // Coordination Polymers and Metal Organic Frame-works: Properties, Types and Applications. New York. 2012. Pp. 291–295.

Liu X., Wang J., Li, Q., Jiang S., Zhang T., Ji S. Synthesis of rare earth metal-organic frameworks (Ln-MOFs) and their properties of adsorption desulfurization // J. Rare Earths. 2014. Vol. 32, N2. Pp. 189–194.

Evans D.J., Sumby C.J., Doonan C.J. Post-synthetic metalation of metal-organic-frameworks // Chem. Soc. Rev. 2014. Vol. 43. Рp. 5933–5951.

Doonan C.J., Morris W., Furukawa H., Yaghi O.M. Isoreticular Metalation of Metal-Organic Frameworks // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131, N27. Pp. 9492–9493.

Juan-Alcaniz J., Ferrando-Soria J., Luz I., Serra-Crespo P., Scupien E., Santos V.P., Pardo E., Xamena F.X., Kapteijn F., Gascon J. // J. Catal. 2013. Vol. 307. Pp. 295–304.

Arnanz A., Pintado-Sierra M., Corma A., Iglesias M., Sanchez F. // Adv. Synth. Catal. 2012. Vol. 354, N7. Pp. 1347–1355.

Mondloch J. E., Bury W., Fairen-Jimenez D., Kwon S., DeMarco E.J., Weston M.H., Sarjeant A.A., Nguyen S.T., Stair P.C., Snurr R.Q., Farha O.K., Hupp J.T. // J. Am. Chem. Soc. 2013. Vol. 135, N28. Pp. 10294–10297.

Horcajada P., Chalati T., Serre C., Gillet B., Sebrie C., Baati T., Eubank J.F., Heurtaux D., Clayette P., Kreuz C., Chang J.-S., Hwang Y.K., Marsaud V., Bories P.-N., Cynober L., Gil S., Férey G., Couvreur P., Gref R. Porous metal–organic-framework nanoscale carriers as a potential platform for drug delivery and imaging // Nat. Mat. 2010. Vol. 9, N2. Pp. 172–178.

Baati T., Njim L., Neffati F., Kerkeni A., Bouttemi M., Gref R., Najjar M.F., Zakhama A., Couvreur P., Serre C., Horcajada P. In depth analysis of the in vivo toxicity of nanoparticles of porous iron(III) metal-organic frameworks // Chem. Sci. 2013. Vol. 4. Pp. 1597–1607.

Horcajada P., Serre C., McKinlay A.C., Morris R.E. Biomedical applications of metal-organic frameworks // Metal-organic frameworks. Applications from catalysis to gas storage. Weinheim, 2011. Pp. 251–264.

Ren F., Yang B., Cai J., Jiang Y., Xu J., Wang S. Toxic effect of zinc nanoscale metal-organic frameworks on rat pheochromocytoma (PC12) cells in vitro // J. Haz. Mat. 2014. Vol. 271. Pp. 283–291.

Власова Е.А., Якимов С.А, Найденко, Е.В. Применение металлоорганических каркасных соединений для очистки рафинированных растительных масел // Химия растительного сырья. 2014. №4. С. 253–258.

Vlasova E.A., Yakimov S.A., Naidenko E.V., Kudrik E.V., Makarov S.V. Application of metal-organic frameworks for purication of vegetable oils // Food Chem. 2016. Vol. 190. Pp. 103–109.

Арутюнян Н.С., Корнена Е.П., Нестерова Е.А. Рафинация масел и жиров: теоретические основы, практика, тех-нология, оборудование. СПб., 2004. 288 с.

Liu J., Zang F., Zou X., Yu G., Zhao N., Fan S., Zhu G. Environmentally friendly synthesis of highly hydrophobic and stable MIL-53 MOF nanomaterials // Chem. Commun. 2013. N49. Pp. 7430–7432.

Патент 2532554 (РФ). Способ получения титансодержащего металлоорганического каркасного соединения / Е.В. Кудрик, А.С. Макарова, С.В. Макаров, Д.С. Сальников, О.И. Койфман. 2014.

Пономарев В.В. Технология адсорбентов для очистки растительных масел на основе диатомита и бентонита Ро-стовской области : автореф. дис. … канд. хим. наук. Новочеркасск, 2011. 17 с.

Акимбаева А.М., Ергожин Е.Е. Оценка структурных и сорбционных характеристик активированного бентонита // Коллоидный журнал. 2007. Т. 69, №4. С. 437–443.

Бельчинская Л.И., Бондаренко А.В., Губкина М.П., Петухова Г.А, Селеменев В.Ф. Влияние термического мо-дифицирования на адсорбционные свойства природных силикатов // Сорбционные и хроматографические про-цессы. 2006. Т. 6, №1. С. 80–88.

Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Захаров О.Н., Ильин А.П. Модифицированные алюмосиликатные сорбенты для очистки растительного масла // Химия и химическая технология. 2008. Т. 51, №7. C. 65–69.

Прокофьев В.Ю., Разговоров П.Б., Смирнов К.В. и др. Очистка льняного масла на модифицированной белой глине // Изв. вузов. Сер.: Химия и хим. технология. 2007. Т. 50, №6. С. 56–59.

Maskan M., Bagci H. Effect of different adsorbents on purification of used sunflower seed oil utilized for frying // Eur. Food Res. Technol. 2003. Vol. 217, N3. Pp. 215–218.

Published
2015-11-26
How to Cite
1. Власова (Vlasova)Е. (Elena) А. (Aleksandrovna), Найденко (Najdenko)Е. (Ekaterina) В. (Viktorovna), Якимов (Yakimov)С. (Sergej) А. (Anatol’evich) APPLICATION OF HIGHLY POROUS NANOMATERIALS FOR PURIFICATION OF UNREFINED VEGETABLE OILS // chemistry of plant raw material, 2015. № 4. P. 137-145. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/839.
Section
Application