Abstract

For the first time, it was proposed to fractionate the main components of birch wood into microcrystalline cellulose, xylose and enterosorbents by integrating heterogeneous catalytic processes of acid hydrolysis and peroxide delignification of wood biomass. The hydrolysis of wood hemicelluloses into xylose is carried out at a temperature of 150 °C in the presence of a solid acid catalyst Amberlyst® 15. Then the lignocellulosic product undergoes peroxide delignification in a "formic acid – water" medium in the presence of a solid TiO2 catalyst to obtain microcrystalline cellulose (MCC) and soluble lignin. Under the determined optimal conditions (100 °С, Н2О2 – 7.2 wt.%, НСООН – 37.8 wt.%, LWR 15, time 4 h), the yield of MCC reaches 64.5 wt.% and of organosolvent lignin 11.5 wt% from the weight of prehydrolyzed wood. By the treatment of organosolvent lignin with a solution of 0.4% NaHCO3 or hot water the enterosorbents were obtained, whose sorption capacity for methylene blue (97.7 mg/g) and gelatin (236.7 mg/g) is significantly higher than that of the commercial enterosorbent Polyphepan (44 mg/g and 115 mg/g, respectively). The products of catalytic fractionation of birch wood are characterized by physicochemical (FTIR, XRD, SEM, GC) and chemical methods.

Highlights

  • Экспериментальная частьВ качестве исходного сырья использовали опилки средней стволовой части древесины березы (Betula Pendula), произрастающей в окрестностях Красноярска (фракция 2–5 мм)

  • В последние годы в мире возрастает интерес к использованию возобновляемого растительного сырья в качестве альтернативы нефти и газа при получении разнообразных химических продуктов [1]

  • The products of catalytic fractionation of birch wood are characterized by physicochemical (FTIR, XRD, SEM, GC) and chemical methods

Read more

Summary

Экспериментальная часть

В качестве исходного сырья использовали опилки средней стволовой части древесины березы (Betula Pendula), произрастающей в окрестностях Красноярска (фракция 2–5 мм). Смесь древесины и твердого катализатора помещали в пробирку и заливали дистиллированной водой. Отношение массы твердого катализатора к массе древесины составляло 1 : 1. Каталитическую пероксидную делигнификацию лигноцеллюлозного продукта гидролиза древесины проводили в стеклянном реакторе объемом 250 см, оборудованном механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, по методике, описанной в [17]. В стеклянный реактор помещали 10 г древесных опилок, затем добавляли смесь муравьиной кислоты (ОСЧ, Экос-1, Россия), пероксида водорода (ОСЧ, Экос, Россия), дистиллированной воды и катализатора. Реакционную смесь интенсивно перемешивали (700 об/мин) при температуре 100 °C в течение 4 ч. После окончания реакции твердый продукт отделяли от реакционного раствора фильтрованием под вакуумом с использованием воронки Бюхнера, промывали дистиллированной водой и сушили при 105 °C до постоянного веса. По этим соотношениям с помощью градуировочного графика находили массу каждого моносахарида в пробе гидролизата

Результаты и обсуждения
Absorbance Units
Индекс кристалличности
Способ обработки лигнина
Горячая вода
Список литературы
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call