Изучение закономерностей и оптимизация процесса пероксидной делигнификации древесины ели в среде «уксусная кислота – вода» в присутствии сернокислотного катализатора

Abstract

В работе описан одностадийный способ получения целлюлозы из древесины ели, основанный на пероксидной делигнификации древесины в мягких условиях (100 °C, атмосферное давление) в среде уксусной кислоты, воды и катализатора 2 % мас. H2SO4. Установлена возможность получения целлюлозы с содержанием остаточного лигнина <1 % мас. при низкой концентрации пероксида водорода (3 % мас.) в реакционной среде. Экспериментальными и расчетными методами определены оптимальные концентрации реагентов (Н2О2 – 3 % мас., CH3COOH – 38,9 % мас.) и продолжительность процесса (4 ч), обеспечивающие получение целлюлозного продукта с высоким выходом (≥45 % мас.) и низким содержанием остаточного лигнина (<1 % мас.). Состав и строение целлюлозы ели изучены методами химического анализа, ИКС и СЭМ. Установлено, что целлюлозный продукт, полученный при оптимальных условиях процесса, является высококачественной целлюлозой

The work describes a one-stage method of cellulose obtaining from fir wood based on peroxide delignification of wood under mild conditions (100 °C, atmospheric pressure) in the presence of acetic acid, water and catalyst of 2% wt. H2SO4. The possibility of obtaining cellulose with a residual lignin content <1% wt. at a low concentration of hydrogen peroxide (3% wt.) in the reaction medium was established. The optimal concentrations of reagents (Н2О2 – 3% wt., CH3COOH – 38.9% wt.) and the duration of the process (4 h) were determined by experimental and calculation methods. This conditions provide a high yield of cellulose product (≥45% wt.) with a low content of residual lignin (<1% wt.). The composition and structure of fir cellulose was studied by chemical analysis and by FTIR and SEM methods. The cellulosic product which was obtained in optimal process conditions is high-quality cellulose