Journal of Siberian Federal University. Chemistry / Study of Regularities and Optimization of the Process of Fir Wood Peroxide Delignification in the Medium of “Acetic Acid – Water” in the Presence of Sulfuric Acid Catalyst

Full text (.pdf)
Issue
Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2019 12 (4)
Authors
Yatsenkova, Olga V.; Skripnikov, Andrei M.; Kuznetsov, Boris N.
Contact information
Yatsenkova, Olga V.: Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS FRC “Krasnoyarsk Science Center SB RAS” 50/24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia; , ; Skripnikov, Andrei M.: Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS FRC “Krasnoyarsk Science Center SB RAS” 50/24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia; Kuznetsov, Boris N.: Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS FRC “Krasnoyarsk Science Center SB RAS” 50/24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia; Siberian Federal University 79 Svobodny, Krasnoyarsk, 660041, Russia
Keywords
fir wood; peroxide delignification; acetic acid; optimization; cellulose
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

Pages
590-603
DOI
10.17516/1998-2836-0154
Paper at repository of SibFU
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/127135