ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ПРЕДОБРАБОТАННОЙ КИСЛОТОЙ И ЩЕЛОЧЬЮ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ НА МЕТОКСИФЕНОЛЫ И ЦЕЛЛЮЛОЗУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТАНОЛА В КАЧЕСТВЕ ВОССТАНОВИТЕЛЯ И БИФУНКЦИОНАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА Ru/C
УДК 54-16, 67.08
Аннотация
Установлено влияние щелочной и кислотной предобработок на выход и состав продуктов термопревращения обработанной древесины березы в среде этанола при температуре 225 °С в присутствии бифункционального катализатора, содержащего нанодисперсные частицы рутения на кислотном углеродном носителе Сибунит. Выходы жидких продуктов каталитического фракционирования древесины, подвергнутой щелочной и кислотной предобработкам, достигают до 39 и 34 мас.% соответственно. В присутствии катализатора Ru/C наблюдается сдвиг кривых молекулярно-массового распределения жидких продуктов в и повышение выхода мономерных метоксифенолов. Наиболее высокий выход мономерных метоксифенолов (18.2 мас.%) достигнут при термокаталитическом превращении древесины, подвергнутой кислотной предобработке. В этом случае также получен наиболее качественный целлюлозный продукт с содержанием целлюлозы 88.5 мас.% и индексом кристалличности 0.72. Предложена схема каталитического фракционирования древесины березы на ксилан, ксилозу, мономерные метоксифенолы и микрокристаллическую целлюлозу с использованием этанола в качестве восстановительного агента.
Скачивания
Metrics
Литература
Rowell R.M. Handbook of wood chemistry and wood composites. 2nd edn. CRC. Press: Taylor and Francis Group, 2012.
Ashokkumar V., Venkatkarthick R., Jayashree S., Chuetor S., Dharmaraj S., Kumar G., Chen W.-H., Ngamcharussriv-ichai C. Bioresour Technol., 2022, vol. 344, 126195. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126195.
Berglund J., Mikkelsen D., Flanagan B.M., Dhital S., Gaunitz S., Henriksson G., Lindström M.E., Yakubov G.E., Gidley M.J., Vilaplana F. Nature Communications, 2020, vol. 11, no. 1, 4692. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18390-z.
Naidu D.S., Hlangothi S.P., John M.J. Carbohydrate Polymers, 2018, vol. 179, pp. 28–41. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.09.064.
Du X., Pérez-Boada M., Fernández C., Rencoret J., del Río J.C., Jiménez-Barbero J., Li J., Gutiérrez A., Martínez A.T. Planta, 2014, vol. 239, no. 5, pp. 1079–1090. https://doi.org/10.1007/s00425-014-2037-y.
Zhao Y., Shakeel U., Saif Ur Rehman M., Li H., Xu X., Xu J. Journal of Cleaner Production, 2020, vol. 253, 120076. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120076.
Cao S., Pu Y., Studer M., Wyman C., Ragauskas A.J. RSC Advances, 2012, vol. 2, no. 29, pp. 10925–10936. https://doi.org/10.1039/C2RA22045H.
Bali G., Meng X., Deneff J.I., Sun Q., Ragauskas A.J. ChemSusChem, 2015, vol. 8, no. 2, pp. 275–279. https://doi.org/10.1002/cssc.201402752.
Zhu Y., Huang J., Sun S., Wu A., Li H. Catalysts, 2019, vol. 9, 245. https://doi.org/10.3390/catal9030245.
Taran O.P., Sharypov V.I., Baryshnikov S.V., Beregovtsova N.G., Miroshnikova A.V., Kazachenko A.S., Sychev V.V., Kuznetsov B.N. Catalysis in Industry, 2020, vol. 12, no. 4, pp. 330–342. https://doi.org/10.1134/S2070050420040091.
Kazachenko A.S., Miroshnikova A.V., Tarabanko V.E., Skripnikov A.M., Malyar Y.N., Borovkova V.S., Sychev V.V., Taran O.P. Catalysts, 2021, vol. 11, no. 8. https://doi.org/10.3390/catal11080970.
Kuznetsov B.N., Chesnokov N.V., Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Kuznetsova S.A., Malyar Y.N., Yakovlev V.A., Djakovitch L. Catalysis Today, 2018, vol. 309, pp. 18–30. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.11.036.
Macala G.S., Matson T.D., Johnson C.L., Lewis R.S., Iretskii A.V., Ford P.C. ChemSusChem, 2009, vol. 2, no. 3, pp. 215–217. https://doi.org/10.1002/cssc.200900033.
Isa K.M., Abdullah T.A.T., Ali U.F.M. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 81, pp. 1259–1268. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.006.
Kuznetsov B.N., Baryshnikov S.V., Miroshnikova A.V., Kazachenko A.S., Malyar Y.N., Skripnikov A.M., Taran O.P. Catalysts, 2021, vol. 11, no. 11, 1362. https://doi.org/10.3390/catal11111362.
Sluiter J.B., Ruiz R.O., Scarlata C.J., Sluiter A.D., Templeton D.W. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, vol. 58, no. 16, pp. 9043–9053. https://doi.org/10.1021/jf1008023.
Taran O.P., Polyanskaya E.M., Ogorodnikova O.L., Descorme C., Besson M., Parmon V.N. Catalysis in Industry, 2010, vol. 2, no. 4, pp. 381–386. https://doi.org/10.1134/S2070050410040136.
Yatsenkova O.V., Chudina A.I., Skripnikov A.M., Chesnokov N.V., Kuznetsov B.N. Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2015, vol. 2, no. 8, pp. 211–221. https://doi.org/10.17516/1998-2836-2015-8-2-211-221.
Park S., Baker J.O., Himmel M.E., Parilla P.A., Johnson D.K. Biotechnology for Biofuels, 2010, vol. 3, no. 1, p. 10. https://doi.org/10.1186/1754-6834-3-10.
Tarabanko V.E., Kaygorodov K.L., Vigul D.O., Tarabanko N., Chelbina Y.V., Smirnova M.A. Journal of Wood Chemistry and Technology, 2020, vol. 40, no. 6, pp. 421–433. https://doi.org/10.1080/02773813.2020.1835984.
Lawoko M., Henriksson G., Gellerstedt G. Biomacromolecules, 2005, vol. 6, no. 6, pp. 3467–3473. https://doi.org/10.1021/bm058014q.
Xu L., Zhang S.-J., Zhong C., Li B.-Z., Yuan Y.-J. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2020, vol. 59, no. 39, pp. 16923–16938. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c01456.
Zhang J. Green Energy & Environment, 2018, vol. 3, no. 4, pp. 328–334. https://doi.org/10.1016/j.gee.2018.08.001.
Galkin M.V., Smit A.T., Subbotina E., Artemenko K.A., Bergquist J., Huijgen W.J.J., Samec J.S.M. ChemSusChem, 2016, vol. 9, no. 23, pp. 3280–3287. https://doi.org/10.1002/cssc.201600648.
Taran O.P., Miroshnikova A.V., Baryshnikov S.V., Kazachenko A.S., Skripnikov A.M., Sychev V.V., Malyar Y.N., Kuznetsov B.N. Catalysts, 2022, vol. 12, 1384. https://doi.org/10.3390/catal12111384.
Kuznetsov B.N., Miroshnikova A.V., Kazachenko A.S., Baryshnikov S.V., Malyar Y.N., Yakovlev V.A., Skripni-kov A.M., Fetisova O.Y., Xu Y., Taran O.P. Catalysts, 2023, vol. 13, no 2, 413. https://doi.org/10.3390/catal13020413.
Van den Bosch S., Schutyser W., Koelewijn S.F., Renders T., Courtin C.M., Sels B.F. Chemical Communications, 2015, vol. 51, no. 67, pp. 13158–13161. https://doi.org/10.1039/c5cc04025f.
Van den Bosch S., Renders T., Kennis S., Koelewijn S.F., Van den Bossche G., Vangeel T., Deneyer A., Depuydt D., Courtin C.M., Thevelein J.M., Schutyser W., Sels B.F. Green Chemistry, 2017, vol. 19, no. 14, pp. 3313–3326. https://doi.org/10.1039/C7GC01324H.
Teacă C.A., Roşu D., Bodîrlău R., Roşu L. BioResources, 2013, vol. 8(2), pp. 1478–1507. https://doi.org/10.15376/biores.8.1.1478-1507.
Shi J.-B., Yang Q.-L., Lin L., Peng L.-C. Industrial Crops and Products, 2013, vol. 44, pp. 542–548. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.01.122.
Shi J., Xing D., Lia J. Energy Procedia, 2012, vol. 16, pp. 758–762. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.01.122.
Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Chudina A.I., Kuznetsov B.N. Catalysis in Industry, 2020, vol. 12, no. 3, pp. 265–272. https://doi.org/10.1134/S2070050420030125.
Rinaldi R., Jastrzebski R., Clough M.T., Ralph J., Kennema M., Bruijnincx P.C.A., Weckhuysen B.M. Angewandte Chemie International Edition, 2016, vol. 55, no. 29, pp. 8164–8215. https://doi.org/10.1002/anie.201510351.
Boonyasuwat S., Omotoso T., Resasco D.E., Crossley S.P. Catalysis Letters, 2013, vol. 143, no. 8, pp. 783–791. https://doi.org/10.1007/s10562-013-1033-3.
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.
