ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В СРЕДЕ БУТАНОЛОВ
УДК 661.728.7
Аннотация
Нанокристаллическая целлюлоза (НКЦ) получена из сульфатной целлюлозы в присутствии сернокислотного катализатора в среде изомеров бутанола: бутанола-1, бутанола-2, изобутанола и трет-бутанола. Найдено, что в заданных условиях синтеза (концентрация сульфатной целлюлозной суспензии 0.025 г/мл, температура 50 °С, продолжительность 2 ч) максимальный выход НКЦ в бутаноле-1 достигает 60% при концентрации серной кислоты 55%. Изучены физико-химические свойства синтезированной НКЦ: определены размер и форма частиц НКЦ, их поверхностный заряд, определена степень полимеризации, проведен элементный и рентгенофазовый анализ, получены ИК-спектры пленок НКЦ. Выявлено, что свойства НКЦ, полученной в спиртовой среде, аналогичны свойствам НКЦ, полученной сернокислотным гидролизом в воде, за исключением повышенного содержания поверхностных сульфогрупп.
Скачивания
Metrics
Литература
Habibi Y., Lucia L., Rojas O. Chem. Rev., 2010, vol. 110, no. 6, 3479. https://doi.org/10.1021/cr900339w.
Klemm D., Kramer F., Moritz S., Lindstrm T., Ankerfors M., Gray D., Dorris A. Angew. Chem. Int. Ed., 2011, vol. 50, pp. 5438–5466. https://doi.org/10.1002/anie.201001273.
Kose O., Tran A., Lewis L., Hamad W.Y., MacLachlan M.J. Nature Communications, 2019, vol. 10, pp. 510–518. https://doi.org/10.1038/s41467-019-08351-6.
Andrew L.J., Walters C.M, Hamad W.Y., MacLachlan M.J. Biomacromolecules, 2023, vol. 24, pp. 896–908. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.2c01325.
Frka-Petesic B., Parton T.G., Honorato-Rios C., Narkevicius A., Ballu K., Shen Q., Lu Z., Ogawa Y., Haataja J.S., Droguet B.E., Parker R.M., Vignolini S. Chem. Rev., 2023, vol. 123, pp. 12595–12756. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00836.
Giese M., Blusch L.K., Khan M.K., MacLachlan M.J. Angew. Chem. Int. Ed., 2015, vol. 54, pp. 2888–2910. https://doi.org/10.1002/anie.201407141.
Kargarzadeh H., Ioelovich M., Ahmad I., Thomas S., Dufresne A. Handbook of Nanocellulose and Cellulose Nano-composites. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2017, pp. 1–49. https://doi.org/10.1002/9783527689972.ch1.
Foster E.J., Moon R.J., Agarwal U.P. et al. Chem. Soc. Rev., 2018, vol. 47, pp. 2609–2679. https://doi.org/10.1039/c6cs00895j.
Haldar D., Purkait M.K. Carbohydrate Polymers, 2020, vol. 250, 116937. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116937.
Bondeson D., Mathew A., Oksman K. Cellulose, 2006, vol. 13, pp. 171–180. https://doi.org/10.1007/s10570-006-9061-4.
Wang H., Du Q., Liu Y., Cheng S. Cellulose, 2023, vol. 30, pp. 6273–6287. https://doi.org/10.1007/s10570-023-05260-2.
Pradhan D., Jaiswal A.K., Jaiswal S. Carbohydrate Polymers, 2022, vol. 285, 119258. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119258.
Wang Y., Liu H., Wang Q., An X., Ji X., Tian Z., Liu S., Yang G. Journal of Biological Macromolecules, 2023, vol. 253, 127353. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127353.
Yamada T., Yamaguchi M., Kubo S., Hishikawa Y. BioResources, 2015, vol. 10, no. 3, pp. 4961–4969. https://doi.org/10.15376/biores.10.3.4961-4969.
Zhu S., Guo J., Wang X., Wang J., Fan W. Chem. Sus. Chem, 2017, vol. 10, no. 12, pp. 2547–2559. https://doi.org/10.1002/cssc.201700597.
Rogovin Z.A. Khimiya tsellyulozy. [Chemistry of cellulose]. Moscow, 1972, 520 p. (in Russ.).
Bouchard J., Lacelle S., Chornet E., Vidal P.P, Overend R.R. Holzforschung, 1993, vol. 47, no. 4, pp. 291–296. https://doi.org/10.1515/hfsg.1993.47.4.291.
Badgujar K.C., Badgujar V.C., Bhanage B.M. Catal. Today, 2023, vol. 408, pp. 9–21. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2022.10.008.
Deng W., Liu M., Zhang Q., Wang Y. Catal. Today, 2011, vol. 164, no. 1, pp. 461–466. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2010.10.055.
Torlopov M.A., Mikhaylov V.I., Udoratina E.V., Aleshina L.A., Prusskii A.I., Tsvetkov N.V., Krivoshapkin P.V. Cellulose, 2018, vol. 25, pp. 1031–1046. https://doi.org/10.1007/s10570-017-1624-z.
Torlopov M.A., Martakov I.S., Mikhaylov V.I., Krivoshapkin P.V., Tsvetkov N.V., Sitnikov P.A., Udoratina E.V. Carbohydr. Polym., 2018, vol. 200, pp. 162–172. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.08.002.
Li Y., Liu Y., Chen W., Wang Q., Liu Y., Li J., Yu H. Green Chem., 2016, vol. 18, pp. 1010–1018. https://doi.org/10.1039/C5GC02576A.
de Oliveira F.B., Bras J., Pimenta M.T.B., da Silva Curvelo A.A., Belgacem M.N. Ind. Crop. Prod., 2016, vol. 93, pp. 48–57. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.04.064.
Hernández J., Romero V., Escalante A., Toriz G., Rojas O., Sulbarán B. BioRes., 2018, vol. 13, no. 2, pp. 3603–3614. https://doi.org/10.15376/biores.13.2.3603-3614.
Barbash V.A., Yaschenko O.V., Shniruk O.M. Nanoscale Res. Lett., 2017, vol. 12, pp. 1–8. https://doi.org/10.1186/s11671-017-2001-4.
Zhang R., Liu Y. Sci. Rep., 2018, vol. 8, 16505. https://doi.org/10.1038/s41598-018-34667-2.
Surov O.V., Afineevskii A.V., Voronova M.I. Cellulose, 2023, vol. 30, pp. 9391–9404. https://doi.org/10.1007/s10570-023-05470-8.
Lee M., Heo M., Lee H., Shin J. Materials, 2021, vol. 14, no. 21, 6463. https://doi.org/10.3390/ma14216463.
Beck S., Bouchard J., Berry R. Biomacromolecules, 2012, vol. 13, no. 5, pp. 1486–1494. https://doi.org/10.1021/bm300191k.
Segal L., Creely J.J., Martin A.E., Conrad C.M. Text. Res. J., 1959, vol. 29, no. 10, pp. 786–794. https://doi.org/10.1177/004051755902901003.
Analiticheskiy kontrol' proizvodstva iskusstvennykh volokon: spravochnoye posobiye [Analytical control of production of artificial fibers: reference manual], ed. A.K. Dibrov, V.S. Matveyev. Moscow, 1986, 336 p. (in Russ.).
Chen L., Wang Q., Hirth K., Baez C., Agarwal U.P., Zhu J.Y. Cellulose, 2015, vol. 22, pp. 1753–1762. https://doi.org/10.1007/s10570-015-0615-1.
Kontturi E., Meriluoto A., Penttilä P.A., Baccile N., Malho J.-M., Potthast A., Rosenau T., Ruokolainen J., Serimaa R., Laine J., Sixta H. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, vol. 55, pp. 14455–14458. https://doi.org/10.1002/anie.201606626.
Lorenz M., Sattler S., Reza M., Bismarck A., Kontturi E. Faraday Discuss, 2017, vol. 202, pp. 315–330. https://doi.org/10.1039/C7FD00053G.
Kazansky V.B., Figueras F., de Menorval L.C. Catalysis Letters, 1994, vol. 29, pp. 311–323. https://doi.org/10.1007/BF00807110.
Démolis A., Eternot M., Essayem N., Rataboul F. New J. Chem., 2016, vol. 40, pp. 3747–3754. https://doi.org/10.1039/C5NJ02493E.
Loerbroks C., Rinaldi R., Thiel W. Chem. Eur. J., 2013, vol. 19, pp. 16282–16294. https://doi.org/10.1002/chem.201301366.
Loerbroks C., Boulanger E., Thiel W. Chem. Eur. J., 2015, vol. 21, pp. 5477–5487. https://doi.org/10.1002/chem.201405507.
Loerbroks C., Heimermann A., Thiel W. J. Comput. Chem., 2015, vol. 36, pp. 1114–1123. https://doi.org/10.1002/jcc.23898.
Wang C., Ying F., Wu W., Mo Y. J. Org. Chem., 2014, vol. 79, pp. 1571−1581. https://doi.org/10.1021/jo402306e.
Praly J.-P., Lemieux R.U. Can. I. Chem., 1987, vol. 65, pp. 213–223. https://doi.org/10.1139/v87-034.
Copyright (c) 2025 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.
