Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Экспериментальная и математическая оптимизация процесса пероксидной делигнификации древесины лиственницы в присутствии катализатора MnSO4

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-67-75

Полный текст:

Аннотация

Экспериментальными и расчетными методами определены оптимальные параметры процесса пероксидной делигнификации древесины лиственницы в присутствии катализатора MnSO4, обеспечивающие высокий выход целлюлозы (44,3 мас.%) с низким содержанием остаточного лигнина: температура – 100 °C, содержание Н2О2 – 6 мас.%, CH3COOH – 25 мас.%, ГМ – 15, продолжительность – 3 ч. Полученная в оптимальных условиях целлюлоза имела следующий химический состав: целлюлоза – 92,7 мас.%, лигнин – 0,6 мас.%, гемицеллюлозы – 5,7 мас.%. Методами ИКС и РФА установлено, что полученная из древесины лиственницы целлюлоза имеет структуру, аналогичную структуре промышленной микрокристаллической целлюлозы. Предложенный каталитический метод позволяет получать из древесины лиственницы целлюлозу с минимальным содержанием лигнина в мягких условиях в одну стадию с высоким выходом, степенью кристалличности 0,8 и размерами кристаллитов 3,0 нм.

Об авторах

И. Г. Судакова
Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (ИХХТ СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН), Красноярск
Россия


Н. В. Гарынцева
Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (ИХХТ СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН), Красноярск
Россия


А. И. Чудина
Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (ИХХТ СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН), Красноярск
Россия


Б. Н. Кузнецов
Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» (ИХХТ СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН), Красноярск; Сибирский федеральный университет (СФУ), Красноярск
Россия


Список литературы

1. Raud M., Kikas T., Sippula O., Shurpali N.J. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019.111, р. 44-56.

2. Zhang K., Pei Z., Wang D. // Bioresource Technology. 2016, 199, p. 21–33.

3. Brinchi L., Cotana F., Fortunati E., Kenny J.M. // Carbohydrate Polymers.2013. 94,p. 154-169.

4. Li X., XuR.,YangJ. et al. // Industrial Crops and Products. 2019. 130. p. 184-197.

5. Brosse N., Hage R.El, Sannigrahi P., Ragauskas A. // Cellul. Chem. Technol. 2010.V. 44 № 1-3.p. 71-78.

6. Oliet M., Garcıa J., Rodrıguez F., Gilarrranz M. // Chem. Eng. J. 2002.V. 87. № 2.p.157–162.

7. Pan X., Sano Y. // Bioresour. Technol. 2005.V. 96. № 11. p. 1256–1263.

8. Abad S., Santos V., Parajó J. // Holzforschung.2000. V. 54. № 5. p. 544–552.

9. Argyropoulos D.S. Oxidative Delignification Chemistry: Fundamentals and Catalysis. American Chemical Society (Distributed by Oxford University Press): Washington, DC. 2001. 536 p. doi.org/10.1021/ja015273o.

10. Suchy M., Argyropoulos D.S. Oxidative Delignification Chemistry. American Chemical Society (Distributed by Oxford University Press): Washington, DC. 2001. Chapter 1. p. 2-43. DOI:10.1021/bk-2001-0785.ch001.

11. Collinson S.R., Thielemans W. // Coordination Chemistry Reviews. 2010. V. 254. p. 1854–1870.

12. Ramadoss G., Muthukumar K. // UltrasonicsSonochemistry.2016. V. 28. p. 207–217.

13. Ruoshui Ma, Yan Xu, Xiao Zhang // ChemSusChemReviews. 2015. V. 8. № 1. 24 – 51.doi.org/10.1002/cssc.201402503.

14. Кузнецов Б.Н., Судакова И.Г., Яценкова О.В., Гарынцева Н.В., Ратабоул Ф., Дьякович Л. // Катализ в промышленности. 2018. Т. 18. № 3. C. 80–88.

15. Lucas M., Hanson S.K., Wagner G.L. et al. // Bioresource Technology.2012. V. 119. p. 174–180.

16. Ramadoss G., Muthukumar K. // Chemical Engineering Journal. 2015. V. 260. p. 178–187.

17. Tappi standard: Acid-insoluble lignin in wood and pulp. 1998. Standard T222 Om-98.Technical association of the pulp and paper industry, Atlanta, p 5.

18. Sjoöstroöm E., Aleґn R. Analytical Methods in Wood Chemistry. Pulping and Papermaking. Springer-Verlag, Berlin. 1999.

19. ASTM D1795 (2013) Standard Test method for intrinsic viscosity of cellulose. ASTM International, West Conshohocken, PA, p. 6.

20. Park S., Baker J.O., Himmel M.E. et al. // Biotechnology and Biofuels. 2010. V. 3. p. 10. doi.org/10.1186/1754-6834-3-10.

21. Thakur V.K., Thakur M.K. Handbook of Sustainable Polymers: Structure and Chemistry. Taylor&FrancisGroup. LLC. 2016. 923 p.

22. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. Производство сульфатной целлюлозы. М.: Лесная промышленность, 1990. 600 с.

23. Kuznetsov B.N., Sudakova I.G., Garyntseva N.V. et. al. // Wood Science and Technology. 2018. V. 52. Is. 5. p. 1377-1394.

24. Пен Р.З. Планирование эксперимента в Statgraphics. Красноярск: СибГТУ-Кларетианум, 2003. 246 с.

25. Patil D.S., Chavan S.M., Oubagaranadin J.U.K. // J. Environ. Chem. Eng. 2016. V. 4. № 1. p. 468-487. doi.org/10.1016/j.jece.2015.11.028.


Для цитирования:


Судакова И.Г., Гарынцева Н.В., Чудина А.И., Кузнецов Б.Н. Экспериментальная и математическая оптимизация процесса пероксидной делигнификации древесины лиственницы в присутствии катализатора MnSO4. Катализ в промышленности. 2020;20(1):67-75. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-67-75

For citation:


Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Chudina A.I., Kuznetsov B.N. Experimental and mathematical optimization of the peroxide delignification of larch in the presence of MnSO4 catalyst. Kataliz v promyshlennosti. 2020;20(1):67-75. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-67-75

Просмотров: 40


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)