Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.14258/jcprm.20240315111
Ключевые слова: tannins, organic gel, porosity, morphology, sorption properties, thermal stability, таннины, органический гель, пористость, морфология, термическая устойчивость, сорбционные свойства
Аннотация: Впервые предложено использовать таннины, выделенные из коры сибирского кедра (Pinus sibirica), для синтеза органических ксерогелей. Изучено влияние природы сшивающего агента на характеристики ксерогелей, приготовленных золь-гель конденсацией таннинов кедра (Т) с формальдегидом, фурфуриловым спиртом или глутаровым альдегидом. МетодоПоказать полностьюм ИКС обнаружено увеличение числа метиленовых -CH2- и метилен-эфирных -CH2-O-CH2 связей в процессе формирования ксерогелей. Использование фурфурилового спирта приводит к увеличению плотности таннин-фурфурилового (Т/ФС) ксерогеля (0.348 г/см3) по сравнению с низкой плотностью таннин-формальдегидного (Т/Ф) и таннин-глутарового (Т/Г) ксерогелей - 0.063 и 0.071 г/см3. Результаты исследования методом БЭТ свидетельствуют о микропористом характере Т/ФС ксерогеля, в котором доля микропор со средним размером пор 1.42 нм достигает 70.75%. Ксерогели, полученные с использованием формальдегида и глутараля, имеют мезо-/макропористую структуру с преобладающим размером мезопор 25-75 нм и с малым вкладом микропор - 8.61 и 11.27% соответственно. Методом СЭМ установлено формирование разветвленной структуры из связанных сферических частиц размером около 3 мкм в таннин-формальдегидном и агломерированных частиц (3-8 мкм) в таннин-глутаровом ксерогелях. Таннин-фурфуриловый гель по своей структуре и морфологии похож на пену ячеистого типа с полостями размером около 10 мкм. Методом ДТА установлено, что начальные температуры термического разложения Т/Ф геля составляют 216 ;°С, Т/Г геля 272 ;°С, а Т/ФС - 282 ;°С. Обнаружено, что таннин-формальдегидный ксерогель обладает лучшей эффективностью по сравнению с другими ксерогелями при удалении метиленового синего из водного раствора (107 ;мг/г). It was suggested for the first time to use tannins isolated from the bark of the Siberian cedar (Pinus sibirica) for synthesis of organic xerogels. The influence of the nature of the cross-linking agent on the characteristics of xerogels prepared by sol-gel by condensation of cedar tannins with formaldehyde, furfuryl alcohol or glutaraldehyde was studied. IR study shows an increase in the number of methylene -CH2- and methylene ether -CH2-O-CH2 bonds during the formation of xerogels. The use of furfuryl alcohol leads to an increase in the density of the tannin-furfuryl gel (T/FA) xerogel (0.348 g/cm3) compared to the low density of tannin-formaldehyde (T/F) and tannin-glutar (T/G) xerogels - 0.063 and 0.071 g/cm3. BET study indicates the microporous nature of T/FA xerogel, where the proportion of micropores with an average pore size of 1.42 nm reaches 70.75%. Xerogels prepared using formaldehyde and glutaral have a meso/macroporous structure with a mesopore width of about 25-75 nm and small contribution of micropores - 8.61 and 11.27%, respectively. The SEM method revealed the formation of a branched structure of interconnected spherical particles about 3 µm in size in tannin-formaldehyde and agglomerated particles (3-8 µm) in tannin-glutar xerogels. Tannin-furfuryl gel is similar in structure and morphology to cellular foam with cavities about 10 mm in size. Using the DTA method, it was established that initial temperature of thermal composition of the T/F gel is 216 ;°C, T/G gel is 272 ;°C and T/FA is 282 ;°C. It was found that tannin-formaldehyde xerogel has better efficiency compared to another gels in removing methylene blue from water solution (107 mg/g).
Журнал: Химия растительного сырья
Выпуск журнала: № 3
Номера страниц: 91-101
ISSN журнала: 10295151
Место издания: Барнаул
Издатель: Алтайский государственный университет, Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Красноярский научный центр СО РАН, Сибирский НИИ сельского хозяйства и торфа СО РАСХН, Сибирский федеральный университет, Национальный исследовательский Томский государственный университет