Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.17516/1998-2836-0292
Ключевые слова: abies wood, peroxide delignification, kinetic, optimization, formic acid, MnSO<sub>4</sub> catalyst, Nanofibrillated cellulose, Древесина пихты, пероксидная делигнификация, кинетика, оптимизация, муравьиная кислота, катализатор MnSO4, нанофибриллированная целлюлоза
Аннотация: Установлены кинетические закономерности процесса делигнификации древесины пихты в среде «муравьиная кислота - пероксид водорода - вода» в присутствии катализатора MnSO4 в интервале температур 70-100 °C. Процесс делигнификации удовлетворительно описывается уравнением первого порядка, найденные константы скорости реакции варьируются Показать полностьюот 1,8 до 10,2∙10-4 мин-1, энергия активации процесса составляет 85 кДж/моль. С использованием статистического метода Бокса-Бенкина проведена математическая оптимизация условий процесса делигнификации древесины пихты как ключевой стадии получения нанофибриллированной целлюлозы. В найденных оптимальных условиях: НСООН 30 мас.%, Н2О2-9 мас.%, ГМ 15, 100 °C, 4 ч получен целлюлозный продукт с содержанием лигнина 1,2 мас.%, гемицеллюлоз 5,2 мас.%, целлюлозы 93, 1 мас.%. Средний гидродинамический диаметр частиц нанофибриллированной целлюлозы из древесины пихты, полученной методом кислотного гидролиза с последующей ультразвуковой обработкой, составляет 82 нм. The kinetic regularities of the process of abies wood delignification in the “formic acid-hydrogen peroxide-water” medium at the presence of the MnSO4 catalyst at the temperature range 70-100 °C were established. It was determined that the delignification process is satisfactorily described by the first order equation. The reaction rate constants vary from 1.8 to 10.2∙10-4 min-1, the activation energy is 85 kJ/mol. Mathematical optimization of the process of abies wood delignification, as a key stage of nanofibrillated cellulose production, was carried out by Box-Behnken statistical method. Under the optimal conditions: HCOOH 30 wt.%, H2O2-9 wt.%, LWR 15, temperature 100 °C, 4 h, the cellulose product with a lignin content of 1.2 wt.%, hemicelluloses 5.2 wt.%, cellulose 93, 1 wt% was obtained. The average hydrodynamic diameter of particles of nanofibrillated cellulose produced from abies wood by acid hydrolysis followed by ultrasonic treatment is 82 nm.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия
Выпуск журнала: Т. 15, № 2
Номера страниц: 275-288
ISSN журнала: 19982836
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский федеральный университет