СОСТАВ И СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ И ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ТРОПИЧЕСКИХ ПОРОД РАСТЕНИЙ

Александра Михайловна Михаилиди; Нина Ефимовна Котельникова; Константин Викторович Геньш; Евгений Юрьевич Кушнир; Наталья Григорьевна Базарнова

doi:10.14258/jcprm.1301015

Александра Михайловна Михаилиди Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна,ул. Б. Морская, 18, Санкт-Петербург, 191186 Email: amikhailidi@yahoo.com
Нина Ефимовна Котельникова Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук, пр. Большой, 31, Санкт-Петербург, 199004 Email: nkotel@mail.ru
Константин Викторович Геньш Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049 Email: gensh632@gmail.com
Евгений Юрьевич Кушнир Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049 Email: eugenekuschnier@gmail.com
Наталья Григорьевна Базарнова Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049 Email: bazarnova@chem.asu.ru

https://doi.org/10.14258/jcprm.1301015

Ключевые слова: древесина, целлюлоза, лигнин, кактус, пальма

Аннотация

Изучен компонентный, химический и морфологический составы древесины пальмы Howea fosteriana, кактуса Cereus Peruvians и стволовой части драцены Dracaena Sanderiana. С помощью методов широкоуглового рентгеновского рассеяния, ИК-Фурье спектроскопии, ¹³С ЯМР спектроскопии высокого разрешения в твердой фазе и сканирующей электронной микроскопии исследованы надмолекулярная структура и физико-химические свойства выделенных из древесины образцов целлюлозы.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Александра Михайловна Михаилиди, Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна,ул. Б. Морская, 18, Санкт-Петербург, 191186

младший научный сотрудник, кандидат химических наук, тел.: (812) 341-38-15

Нина Ефимовна Котельникова, Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук, пр. Большой, 31, Санкт-Петербург, 199004

ведущий научный сотрудник, доктор химических наук, тел.: (812) 328-85-63

Константин Викторович Геньш, Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049

старший преподаватель кафедры безопасности жизнедеятельности в техносфере, кандидат химических наук

Евгений Юрьевич Кушнир, Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049

аспирант, тел.: (3852) 36-95-37

Наталья Григорьевна Базарнова, Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049

заведующая кафедрой органической химии, профессор, доктор химических наук, тел.: (3852) 36-95-37

Литература

Alriols M.G., Tejado A., Blanco M., Mondragon I., Labidi J. Agricultural palm oil tree residues as raw material for cellulose, lignin and hemicelluloses production by ethylene glycol pulping process // Chem. Eng. J. 2009. Vol. 148, N1. Pp. 106–114.

Mielke S. Present and future position of palm and palm kernel oils in world supply and trade // J. Am. Oil Chem. Soc. 1985. N62. Pp. 193–197.

Kobayashi F., Take H., Asada Ch., Nakamura Y. Methane production from steam-exploded bamboo // J. of Biosci. And Bioengineering. 2004. Vol. 97, N6. Pp. 426–428.

Koba Y., Ishizaki A. Chemical composition of palm fiber and its feasibility as cellulosic raw material for sugar production // Agric. Biol. Chem. 1990. Vol. 54, N5. Pp. 1183–1187.

Nasrin A.B., Ma A.N., Choo Y.M., Mohamad S., Rohaya M.H., Azali A., Zainal Z. Oil palm biomass as potential substitution raw materials for commercial biomass briquettes production // Amer. J. Appl. Sci. 2008. Vol. 5, N3. Pp. 179–183.

Junga S.-H., Kanga B.-S., Kim J.-S. Production of bio-oil from rice straw and bamboo sawdust under various reaction conditions in a fast pyrolysis plant equipped with a fluidized bed and a char separation system // J. Analyt. Appl. Pyrolysis. 2008. Vol. 82, N2. Pp. 240–247.

Gericke A., Van der Pol Y. A comparative study of regenerated bamboo, cotton and viscose rayon fabrics. Part 1. Selected comfort properties // J. Family Ecol. Consumer Sci. 2010. Vol. 38. Pp. 63–73.

Wu H.Y., Zhang W.Y., Li J. Study on improving the thermal-wet comfort of clothing during exercise with an assembly of fabrics // Fibres & Textiles in Eastern Europe. 2009. Vol. 17, N4(75). Pp. 46–51.

Силагадзе М.А., Карчава М.С., Ардеманашвили Т.В., Джинджолия Ш.Р. Полисахаридный комплекс плодов кокосовой пальмы Butia capitata // Хранение и переработка сельхозсырья. 2009. №10. С. 11–12.

Силагадзе М., Иобидзе А. Использование плодов и продуктов переработки пальмы в пищевой промышленности // Пищевая промышленность. 2008. №2. С. 64–66.

Ma X., Huang L., Chen Y., Cao Sh., Chen L. Preparation of bamboo dissolving pulp for textile production. Part 1. Study on prehydrolysis of green bamboo for producing dissolving pulp // BioResources. 2011. N6(2). Pp. 1428–1439.

Yang G., Zhang Y., Shao H., Hu X. A comparative study of bamboo lyocell fiber and other regenerated cellulose fibers // Holzforschung. 2009. Vol. 63, N1. Pp. 18–22.

Aminuddin M., Latif M.A. Bamboo in Malaysia: Past, present and future research // Bamboo in Asia and the pacific: Proceedings 4th Int. Bamboo Workshop. Chiangmai, Thailand. 1991. Pp. 349–354.

Mansur A. Analysis of Calcutta bamboo for structural composite materials // PhD thesis. Department of Wood Science and Forest Products. 2000. USA. URL: http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-08212000-10440027/.

Sun Y., Lin L., Deng H., Li Y., He B., Sun R., Ouyang P. Structural changes of bamboo cellulose in formic acid // BioResources. 2008. N3(2). Pp. 297–315.

Wang Y., Wang G., Cheng H., Tian G., Liu Zh., Xiao Q.F., Zhou X., Han X., Gao X. Structures of Bamboo fiber for textiles // Textile Res. J. 2010. Vol. 80, N4. Pp. 334–343.

Khullar R., Varshney V.K., Heinze Th. Carboxymethylation of cellulose isolated from Bamboo (Dendrocalamus strictus) // Cell. Chem. Tech. 2006. Vol. 40, N7. Pp. 545–552.

He J., Cui Sh., Wang Sh.-y. Preparation and crystalline analysis of high-grade Bamboo dissolving pulp for cellulose acetate // J. Appl. Polym. Sci. 2008. Vol. 107. Pp. 1029–1038.

Tanaka C., Okubo K., Fujii T. Effective degree of fibrillation of micro-fibrillated Bamboo fiber processed by stone mill for improving mechanical properties of PLA composite // J. Soc. Materials Sci. 2009. Vol. 58, N5. Pp. 368–372.

Dracaena sanderiana information from NPGS/GRIN. URL: http://www.ars-grin.gov/cgi-bin/npgs/html/taxon.pl?449327/

Yan F.Y., Krishnian D., Rajin M., Bono A. Cellulose extraction from palm kernel cake using liquid phase oxidation // J. Engin. Sci. Tech. 2009. Vol. 4, N1. Pp. 57–68.

Wan Daud W.R., Law K.-N. Oil palm fibers as papermaking material: potentials and challenges // BioResource. 2011. Vol. 6, N1. Pp. 901–917.

Wan Daud W.R., Zainuddin Z., Munawar R.F. Waste to gold – from oil palm biomass to EcoPalm CMC // Technology News. 2005. URL: http://www.researchsea.com/html/article.php/aid/280/cid/2?PHPSESSID=5dfmq6coimvh0e84pgg26c2hp2

Osakwel I., Steingass H. Effect of dried Elaeis Guineense supplementation to basal hay diet on energy and protein metabolism of West African dwarf sheep // Tropentag 2010. Conf. Intern. Research Food Security, Natural Resource Management and Rural Development. ETH Zurich, Switzerland, 2010.

Osakwel I., Steingass H, Drochner W. Effect of dried Elaeis guineense supplementation on nitrogen and energy partitioning of WAD sheep fed a basal hay diet // Animal Feed Sci. Technol. 2004. Vol. 117, Iss. 1–2. Pp. 75–83.

Taj S., Munawar M.A., Khan Sh. Natural fiber-reinforced polymer composites // Proc. Pakistan Acad. Sci. 2007. Vol. 44, N2. Pp. 129–144.

Sghaier S., Zbidi F., Zidi M.. Characterization of Doum palm fibers after chemical treatment // Textile Res. J. 2009. Vol. 79, N12. Pp. 1108–1114.

Oliveira M.A., Rodrigues C., dos Reis E.M., Nozaki J. Production of fungal protein by solid substrate fermentation of cactus Cereus Peruvianus and Opuntia Ficus Indica // Quim. Nova. 2001. Vol. 24, N3. Pp. 307–310.

Shedbalkar U.U., Adki V.S., Jadhav J.P., Bapat V.A. Cacti: applications and biotechnological insights // Tropical Plant Biol. 2010. Vol. 3. Pp.136–150.

Leppanen K. Andersson S., Torkkeli M., Knaapila M., Kotelnikova N. Structure of cellulose and microcrystalline cellulose from various wood species, cotton and flax studied by X-ray scattering // Cellulose. 2009. Vol. 16, N6. Pp. 999–1015.

Virtanen T., Leppanen K., Andersson S., Heiskanen L., Torkkeli M., Knaapila M., Kotelnikova N., Maunu S.L., Serimaa R. A physico-chemical characterisation of new raw materials for microcrystalline cellulose manufacturing // Cellulose. 2012. Vol. 19, N1. Pp. 219–235.

Paria S., Manohar C., Khilar K.C. Adsorption of anionic and non-ionic surfactants on a cellulosic surface // Colloid and Surfaces A: Physicochem. Engineering Aspects. 2005. Vol. 252, Iss. 2–3. Pp. 221–229.

Броварова О.В. Получение и исследование свойств сорбционных материалов на основе растительных биополимеров : дис. … канд. хим. наук. Сыктывкар, 2006. 157 с.

Neale S.M. The absorption of dyes by cellulose – Part X. The absorption of cationic dyes // Trans. Faraday Soc. 1947. Vol. 43. Pp. 338–342.

Yan H., Zhang W., Kan X., Dong L., Jiang Z., Li H., Yang H. Sorption of methylene blue by carboxymethyl cellulose and reuse process in a secondary sorption star // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2011. Vol. 380, Iss. 1–3. Pp. 143–151.

Abdualhamid S.A., Asil A.A. The effect of soaking process of agricultural wastes on the adsorption of methylene blue dye // Inter. Food Res. J. 2011. Vol. 18, N3. Pp. 977–981.

Annadurai G., Juang R.-Sh., Lee D.-J. Use of cellulose-based wastes for adsorption of dyes from aqueous solutions // J. Hazardous Mater. 2002. B92. Pp. 263–274.

Yu X., Atalla R.H. A staining technique for evaluating the pore structure variations of microcrystalline cellulose powders // Powder Technol. 1998. N2. Pp. 135–138.

Husseien M., Amer A.A., El-Maghraby A., Taha N.A. Utilization of barley straw as a source of a activated carbon for removal of methylene blue from aqueous solution // J. Appl. Sci. Res. 2007. Vol. 3, N11. Pp. 1352–1358.

Koltai L., Baksay M., Rohrsetzer S. Determinations of the colloidal structure of pulp fibres by adsorption in liquid medium. The role of pulping process // Acta Polytechn. Hungarica. 2008. Vol. 5, N3. Pp. 87–92.

Kucic D., Miljanic S., Rozic M. Sorption of methylene blue onto orange and lemon peel // The Holistic Approach to Environment. 2011. Vol. 1, N2. Pp. 39–49.

Mathew Th., Madhu G. Adsorption of methylene blue on coconut cake // A Kinetic Approach. 08-20.

Morales A., Bordallo E., Leon V., Rieumont J. Agsorption and releasing properties of bead cellulose // Chinese J. Polym. Sci. 2004. Vol. 22, N5. Pp. 417–423.

Nwabanne J.T., Mordi M.I. Equilibrium uptake and sorption dynamics for the removal of a basic dye using bamboo // African J. Biotechnol. 2009. Vol. 8, N8. Pp. 1555–1559.

Prasad R.N., Viswanathan S., Devi J.R., Rajkumar J., Parthasarathy N. Kinetics and equilibrium studies on biosorption of CBB by coir pith // American-Eurasian J. Sci. Res. 2008. Vol. 3, N2. Pp. 123–127.

Samarghandi M.R., Hadi M., Moayedi S., Askari F.B. Two-parameter isotherms of methyl orange sorption by pinecone derived activated carbon // Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 2009. Vol. 6, N4. Pp. 285–294.

Durala M.U., Cavasa L., Papageorgiouc S.K., Katsarosc F.K. Methylene blue adsorption on activated carbon prepared from Posidonia oceanica (L.) dead leaves: Kinetics and equilibrium studies // Chem. Engineer. J. 2011. Vol. 168, Iss. 1. Pp. 77–85.

Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М., 1991. 320 с.

Калюта Е.В. Молекулярно-массовые характеристики эфиров целлюлозы, полученные при карбоксиметилировании и нитровании древесины : дис. … канд. хим. наук. Красноярск, 2007. 141 с.

Ягодин В.И., Антонов В.Н. Методика определения удельной поверхности измельченной древесной зелени // Изучение химического состава древесной зелени: методические основы. Рига, 1983. С. 33–38.

Kaewprasit Ch., Hequet E., Abidi N., Gourlot J.P. Application of methylene blue adsorption to cotton fiber specific surface area measurement: Part I. Methodology // J. Cotton Sci. 1998. Vol. 2. Pp. 164–173.

Байклз Н., Сегал Л. Целлюлоза и ее производные. М., 1974. Т. 1. 249 с.

Ganesh A. Bamboo Characterization for thermochemical conversion and feasibility study of Bamboo based gasification and charcoal making // PhD thesis, Energy Systems Engineering of Indian Institute of Technology, Mumbai, India. 2003.

Zhou D., Zhang L., Guo S. Mechanisms of lead biosorption on cellulose/chitin beads // Water Res. 2005. Vol. 39, N16. Pp. 3755–3762.

Focher B., Palma M., Canetti T., Torri M., Cosentino G.C., Gastaldi G. Structural differences between non-wood plant celluloses: Evidence from solid state NMR, vibrational spectroscopy and X-ray diffractometry // Industr. Crops and Prod. 2001. Vol. 13, N3. Pp. 193–208.

Garcia A., Amendola D., González M., Spigno G., Labidi J. Lignin as natural radical scavenger. Study of the antioxidant capacity of apple tree pruning lignin obtained by different methods // Chem. Engineering Transactions. 2011. Vol. 24. Pp. 925–931.

Jia Ya.-D., Zhou X.-F. Mechanism of co-salen biomimetic catalysis bleaching of Bamboo pulp // Adv. Biomimetics. Part 14. Pp. 297–302.

Kondo T. The assignment of IR absorption bands due to free hydroxyl groups in cellulose // Cellulose. 1997. Vol. 4, N4. Pp. 281–292.

He J., Tang Yu., Wang Sh.-Yu. Differences in morphological characteristics of Bamboo fibres and other natural cellulose fibres: Studies on X-ray diffraction, solid state 13C-CP/MAS NMR, and second derivative FTIR spectroscopy data // Iranian Polym. J. 2007. Vol. 16, N12. Pp. 807–818.

Liu C.F., Xu F., Sun J.X., Ren J.L., Curling S., Sun R.C., Fowler P., Baird M.S. Physicochemical characterization of cellulose from perennial ryegrass leaves (Lolium perenne) // Carbohydrate Research. 2006. Vol. 341, N16. Pp. 2677–2687.

Cao Y., Tan H. Structural characterization of cellulose with enzymatic treatment // J. Molecular Structure. 2004. Vol. 705, N1–3. Pp. 189–193.

Wang L., Han G., Zhang Y. Comparative study of composition, structure and properties of Apocynum venetum fibers under different pretreatments // Carbohydr. Polym. 2007. Vol. 69, N2. Pp. 391–397.

Pandey K.K. Study of the effect of photo-irradiation on the surface chemistry of wood // Polym. Degrad. Stability. 2005. Vol. 90, N1. Pp. 9–20.

Morais S.A.L., Nascimento E.A., Queiroz C.R.A.A., Piló-Veloso D., Drumond M.G. Studies on polyphenols and lignin of astronium urundeuva wood // J. Braz. Chem. Soc. 1999. Vol. 10, N6. Pp. 447–452.

Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина (химия, ультраструктура, реакции). М., 1988. 511 с.

Лигнины (структуры, свойства, реакции) / под ред. К.В. Саркасена, К.Х. Людвига. М., 1975. 632 с.

Khiari R., Mauret E., Belgacem, M.N., Mhemmi, F. Tunisian date palm rachis used as an alternative source of fibres for papermaking applications // BioResource. 2011. Vol. 6, N1. Pp. 265–281.

Renard C.M.G.C., Jarvis M.C. A cross-polarization, magic-angle-spinning, 13C-nuclear-magnetic-resonance study of polysaccharides in sugar beet cell walls // Plant Physiol. 1999. Vol. 119. Pp. 1315–1322.

Konturri E.J. Surface chemistry of cellulose: from natural fibres to model surfaces : Academic Dissertation, Technische Universiteit Eindhoven, Niedereland, 2005. 145 p.

Gast J.C., Atalla R.H., McKelvey R.D. The 13C-NMR spectra of the xylo- and cello-oligosaccharides // Carbohydr. Res. 1980. Vol. 84, Iss. 1. Pp. 137–146.

Mauni S.L., Liitia T., Kauliomaki S., Hortling B., Sundquist J. 13C CPMAS NMR investigations of cellulose polymorphs in different pulps // Cellulose. 2000. Vol. 7. N2. Pp. 147–159.

Котельникова Н.Е., Елкин А.Ю., Кольцов А.И., Петропавловский Г.А., Сазанов Ю.Н. Применение метода 13С ЯМР высокого разрешения в твердой фазе для исследования полиморфных модификаций, продуктов гидролиза и термолиза целлюлозы // Методы исследования целлюлозы. Рига, 1988. С. 61–64.