ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ НЕДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ И ЕЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
УДК 661.728.8:634.511:634.21
DOI:
https://doi.org/10.14258/jcprm.2020037392Ключевые слова:
лигнин, целлюлоза, предобработка, удельная поверхность, объём пор, недревесная биомассаАннотация
Изучено влияние пероксидно-аммиачного, щелочного, азотнокислотного, органосольвентного и «aqueous ammonia soaking» (AAS) способов делигнификации на степень удаления лигнина из недревесных лигноцеллюлозных отходов: скорлупы грецкого ореха Juglans Regia L. и косточек абрикоса Prunus Armeniaca L. Показано, что максимальная степень делигнификации (94%) достигается при обработке сырья 42 мас% HNO3 и 20 мас% NaOH; минимальная – при пероксидно-аммиачной обработке (80%). Установлено, что наибольшая площадь удельной поверхности (202 м2/г) обеспечивается в результате применения 42 мас% HNO3, а максимальное йодное число (32 мг/г) – при использовании 25 мас% NH4OH. Делигнификация существенно увеличивает удельную поверхность (с 5 м2∙г-1 до 120–200 м2∙г-1) и йодное число (с 6.35 мг∙г-1 до 25–32 мг∙г-1) биомассы, однако при этом на 45–55% снижается обменная емкость материала. Полученные целлюлозные полупродукты, обладающие хорошими физико-химическими характеристиками, могут быть использованы для дальнейшего получения доступных сорбентов или ионообменных материалов. В соответствии с принципами «зеленой химии» отработанные растворы делигнификации по способам AAS и азотнокислотному предлагается утилизировать с получением жидких азотных удобрений.
Скачивания
Библиографические ссылки
2. Hassan S.S., Williams G.A., Jaiswal A.K. Biores. Tech., 2018, vol. 262, pp. 310–318. DOI: 10.1016/j.biortech.2018.04.099.
3. Ripu D.K., Kadirvelu K., Kannan G.K. Int. J. Environ. Waste Manag., 2019, vol. 23, pp. 274–299. DOI: 10.1504/IJEWM.2019.10019833.
4. Kumar A.K., Sharma S. Bioresour. Bioprocess, 2017, vol. 4, pp. 7–26. DOI: 10.1186/s40643-017-0137-9.
5. Kucharska K., Rybarczyk P., Hołowacz I., Łukajtis R., Glinka M., Kamiński M. Molecules, 2018, vol. 23, pp. 2937–2969. DOI: 10.3390/molecules23112937.
6. Arenas-Cárdenas P., López-López A., Moeller-Chávez G.E., Leon-Becerril E. Waste. Biomass. Valor., 2017, vol. 8, pp. 161–181. DOI: 10.1007/s12649-016-9559-4.
7. Ramrakhiani L., Ghosh S., Majumdar S. Appl. Biochem. Biotechnol., 2016, vol. 180, pp. 41–78. DOI: 10.1007/s12010-016-2083-y.
8. Xie R., Jin Y., Chen Y., Jiang W. Water Sci. Technol., 2017, vol. 76, pp. 3022–3034. DOI: 10.2166/wst.2017.471.
9. Corbett D.B., Kohan N., Machado G., Jing C., Nagardeolekar A., Bujanovic B. M. Energies, 2015, vol. 8, pp. 9640–9654. DOI: 10.3390/en8099640.
10. Bagretsov V.F., Chistyakov A.D., Petrova Ye.A. Atomnaya energiya, 1969, vol. 26, no. 5, pp. 469–471. DOI: 10.1007/bf01174116. (in Russ.).
11. Andronov O.B., Krinitsyn A.P., Strikhar' O.L. Radiokhimiya, 2002, vol. 44, no. 6, pp. 553–557. DOI: 10.1023/a:1022344813163. (in Russ.).
12. Bykov G.L., Yershov B.G. Zhurnal prikladnoy khimii, 2010, vol. 83, no. 2, pp. 317–320. DOI: 10.1134/s1070427210020254. (in Russ.).
13. 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, 320 p. (in Russ.).
14. Kinle X., Bader E. Aktivnyye ugli i ikh promyshlennoye primeneniye. [Activated carbons and their industrial applica-tions]. Leningrad, 1984, 216 p. (in Russ.).
15. Hegyesi N., Vada R.T., Pukánszky B. Appl. Clay Sci., 2017, vol. 146, pp. 50–55. DOI: 10.1016/j.clay.2017.05.007.
16. Polyanskiy N.G., Gorbunov G.V., Polyanskaya N.L. Metody issledovaniya ionitov. [Research methods of ion exchang-ers]. Moscow, 1976, 208 p. (in Russ.).
17. Yefanov M.V., Averin R.Yu. Khimiya prirodnykh soyedineniy, 2004, vol. 2, pp. 148–150. DOI: 10.1023/B:CONC.0000033939.81490.d2. (in Russ.).
18. Nepenin N.N., Nepenin Yu.N. Tekhnologiya tsellyulozy. V 3-kh t. T. III. Ochistka, sushka i otbelka tsellyulozy. Prochiye sposoby polucheniya tsellyulozy. [Cellulose technology. In 3 volumes. Vol. III. Pulp cleaning, drying and bleaching. Other methods for producing cellulose]. Moscow, 1994, 592 p. (in Russ.).
19. Vurasko A.V., Minakova A.R., Driker B.N. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2010, no. 1, pp. 35-40. (in Russ.).
20. Zheng D., Zhang Y., Guo Y., Yue J. Polymers, 2019, vol. 11, pp. 1130–1143, DOI: 10.3390/polym11071130.
21. Bestani B., Benderdouche N., Benstaali B., Belhakem M., Addou A. Biores. Tech., 2008, vol. 99, no. 17, pp. 8441–8444, DOI: 10.1016/j.biortech.2008.02.053.
22. Kaya M., Şahin Ö., Saka C. Int. J. Chem. Reactor Engineer, 2017, vol. 16, no. 2, pp. 1–13, DOI: 10.1515/ijcre-2017-0060.
23. Patent 132298 (UK). 2019. (in Russ.).
24. Teixeira S., Delerue-Matos C., Santos L. Environ. Sci. Pollut. Res., 2012, vol. 19, pp. 3096–3106. DOI: 10.1007/s11356-012-0853-9.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
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.
