МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ РАСТИТЕЛЬНОЙ МАССЫ
УДК 661.683
Аннотация
Исследована возможность комплексной переработки кремнийсодержащей растительной биомассы. Метод включает механохимическую обработку биомассы в растворе гидроксида натрия в роторно-пульсационном аппарате при температуре саморазогрева не ниже 80 °С. Полученную суспензию разделяют на твердый остаток и экстракт. Твердый остаток промывают и сушат с получением порошковой целлюлозы. Из экстракта после отделения твердого остатка выделяют кремнийсодержащий продукт с содержанием SiO2 от 49.4 до 62.6 масс.%. Путем озоления кремний-содержащего продукта при температуре 600 °С получают аморфный кремнезем. Содержание SiO2 (как целевого компонента) в золе составляет 85.5–92.0%. Дифрактограмма SiO2 характеризуется наличием диффузного гало с максимумом при 2q=22,75 ° и отсутствием дифракционных пиков. Предварительное кислотное выщелачивание позволяет повысить степень чистоты получаемого кремнезема до 99.0%. Удельная поверхность полученного кремнезема установлена методом БЭТ по сорбции азота составляет 260 м2/г.
Изучено влияние концентрации экстрагента на выход щелочерастворимых веществ и степени выщелачивания кремния. Показано, что уже при 1%-ной концентрации экстрагента (NaOH) происходит практически полное выщелачивание кремния из растительной матрицы. В зависимости от повышения концентрации NaOH степень делигнификации биомассы повышается до 13–18–22%, соответственно, при повышении концентрации NaOH 1–5–10%. Получена порошковая целлюлоза с содержанием (%): кремния~1.12, лигнина – 34.8, альфа-целлюлозы – 86.0, с выходом 33.0% и распределением частиц 80–300 мкм. Количество потерь биомассы составляет 17.6 масс.%.
Скачивания
Metrics
Литература
Obzor rynka dioksida kremniya (belaya sazha i aerosil) v SNG. [Market overview of silicon dioxide (silica white and aerosil) in the CIS]. Moscow, 2019, 112 p. (in Russ.).
Kolesnikov M.P. Uspekhi biologicheskoy khimii, 2001, vol. 41, pp. 301–332. (in Russ.).
Patent 2529151 (RU). 2014. (in Russ.).
Ngo N.N., Zenitova L.A., Kuang Z. Ekologiya, 2019, no. 2, pp. 5–11. DOI: 10.24411/1728-323X-2019-12005. (in Russ.).
Librea J.T., Dacanay F.D., Martin Z.Z., Diaz1 L.L. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 540, article 012007. DOI: 10.1088/1757-899X/540/1/012007.
Adebisi1 J.A., Agunsoye J.O., Bello S.A., Haris M., Ramakokovhu M.M., Daramola M.O., Hassan S.B. Nigerian Journal of technological development, 2018, vol. 15, no. 2, pp. 57–65.
Patent 2436730 (RU). 2011. (in Russ.).
Patent 2312945 (RU). 2006. (in Russ.).
Patent 2533459 (RU). 2019. (in Russ.).
Patent 2394764 (RU). 2010. (in Russ.).
Zainal N.S., Zaleha M., Mustapa M.S., Badarulzaman N.A., Abdul Salim Z.A.S., Masirin M.I. International Journal of Chemical Engineering and Applications, 2018, vol. 9, no. 5, pp. 158–162.
Monte L.S., Escócio V.A., Furtado de Sousa A.M., Furtado C.R.G., Moreira Leite M.C.A., Visconte L.L.Y., Pacheco E.B.A.V. Biomass Conv. Bioref., 2018, no. 8, pp. 189–197. DOI: 10.1007/s13399-017-0271-9.
Ngoc N.N., Thanh L.X., Vinh L.T., Van Anh B.T. Cite this paper: Vietnam J. Chem., 2018, vol. 56, no. 6, pр. 730–736. DOI: 10.1002/vjch.201800079.
Adebisi J.A., Agunsoye J.O., Bello S.A., Kolawole F.O., Ramakokovhu M.M., Daramola M.O., Hassan S.B. Waste and Biomass Valorization, 2019, vol. 10, pp. 617–629. DOI: 10.1007/s12649-017-0089-5.
Foo K.Y., Hameed B.H. Advances in Colloid and Interface Science, 2009, vol. 152, no. 1–2, pp. 39–47. DOI: 10.1016/j.cis.2009.09.005.
Bakar R.A., Yahya R., Gan S.N. Procedia Chemistry, 2016, vol. 19, pp. 189–195.
Soltani N., Bahrami A., Pech-Canul M.I., Gonzalez L.A. Chem. Eng. J., 2015, vol. 264, pp. 899–935. DOI: 10.1016/j.cej.2014.11.056.
Katalog sortov risa i ovoshchebakhchevykh kul'tur kubanskoy selektsii. [Catalog of varieties of rice and vegetables and melons of the Kuban selection]. Krasnodar, 2016, 160 p. (in Russ.).
Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. [Labora-tory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 258 p. (in Russ.).
GOST 13997.3-84. Izdeliya ogneupornyye. Metody ispytaniy. Chast' 2: materialy i izdeliya ogneupornyye tsirkoniy soderzhashchiye. Metody opredeleniya dvuokisi kremniya. [GOST 13997.3-84. Refractory products. Test methods. Part 2: zirconium-containing refractory materials and products. Methods for the determination of silicon dioxide]. Moscow, 2004, 7 p. (in Russ.).
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.
