СИНЕРГИЗМ В КАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ ДРЕВЕСИНЫ ПЕРУКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ

Авторы
Файлы

Пен В.Р. Каретникова Н.В. Шапиро И.Л. Леонова М.О. Статья в формате PDF 114 KB

Окисление лигнина древесины в среде «пероксид водорода - уксусная кислота - вода» значительно ускоряется в присутствии каталитических количеств серной кислоты, которая под действием пероксида водорода превращается в пероксомоносерную кислоту - сильный окислитель. Аналогичным каталитическим действием обладают некоторые соединения переходных металлов, в частности, молибденовая и вольфрамовая кислоты и их соли. Их каталитическое действие обусловлено быстрым образованием промежуточных пероксокомплексов, содержащих активный кислород в синглетной форме. Этот кислород затем медленно выделяется, окисляя уксусную кислоту с образованием перуксусной кислоты и регенерацией катализатора. В подобных системах нередко наблюдаются явления синергизма. Имеются сообщения о промотировании активности катализаторов веществами, которые не проявляют каталитических свойств. Так, в слабокислой среде сульфат меди не катализирует распад пероксида водорода, а молибдат натрия дает слабый эффект. Их совместное применение повышает скорость реакции. В реакционной смеси появляется несколько промежуточных продуктов: молибдат образует пероксосоединения; сульфат меди дает не менее двух промежуточных продуктов. Кроме того, образуются общие промежуточные продукты, представляющие собой пероксиды и состоящие из смешанных молибденово-медных пероксосоединений.

В экспериментах сосновые опилки с размером частиц 0,5...2,0 мм обpaбатывали смесью равных (по объему) количеств «ледяной» уксусной кислоты и 30 %-ного водного раствора пероксида водорода в присутствии катализаторов. Постоянные условия делигнификации: жидкостный модуль 20; температура 80 °С; продолжительность 60 мин; суммарный расход каталитических добавок 5 % от массы древесины (концентрация в растворе 0,25 %). В качестве каталитических добавок использовали вольфрамат натрия, молибдат натрия, фосфорновольфрамовую кислоту, серную кислоту, сульфат меди и их смеси в разных соотношениях, но при неизменном суммарном расходе. Результаты оценивали тремя выходными параметрами - степенями конверсии лигнина _L, углеводов _C и пероксида водорода _Н2О2. Параметр _L вычисляли как отношение _L= (L₀ - L)/L₀(где L₀ - исходное количество лигнина в образце; L - количество лигнина в твердом остатке после окончания реакции). Параметры _C и _Н2О2 определяли аналогично.

Все рассмотренные катализаторы оказывают существенное положительное влияние на степень конверсии лигнина - во всех случаях использования индивидуальных катализаторов _L > 0,70 против _L = 0,58 при проведении реакций без добавок. Этот вывод не распространяется на результаты варок с добавками сульфата меди, который не является катализатором процесса окисления. Не оправдались надежды на возможное промотирование сульфатом меди активности катализаторов в отношении делигнификации. Наоборот, добавки сульфата меди сильно ингибируют делигнификацию. По делигнифицирующей эффективности добавки ранжируются в следующий ряд:

H₃PW₁₂O₄₀ > Н₂SO₄> Na₂WO₄> Na₂MoO₄ > без добавок > СuSO₄

Значительных синергетических эффектов при совместном действии разных катализаторов не обнаружено. Двойные системы катализаторов Na₂WO₄-Н₂SO₄, Na₂WO₄-H₃PW₁₂O₄₀ и Na₂MoO₄-Н₂SO₄ более эффективны, чем каждый из этих катализаторов в отдельности, однако величина положительного эффекта не очень велика.

Степень конверсии углеводов в большинстве опытов близка к нулю. Наибольшей селективностью делигнификации отличается действие пероксокомплексов молибдена и вольфрама. Добавки сульфата меди во всех случаях резко усиливают разрушение углеводов. По величине _C добавки располагаются в следующий ряд:

СuSO₄>H₃PW₁₂O₄₀ > Н₂SO₄> Na₂WO₄> Na₂MoO₄ > без добавок

Синергетических и антагонистических эффектов ни в одной из систем не выявлено.

Довольно сильное влияние оказывает вид добавки на разложение пероксида водорода. По величинам _H2O2 добавки ранжируются в следующий ряд:

СuSO₄>H₃PW₁₂O₄₀ > Н₂SO₄> Na₂WO₄> Na₂MoO₄ > без добавок

Можно отметить синергизм почти во всех двойных и тройных системах, в состав которых входит сульфат меди. Между степенью конверсии лигнина и пероксида водорода существует отрицательная связь, хаpaктеризуемая умеренным по величине коэффициентом линейной корреляции r(_L,_H2O2) = - 0.71.

Связь между _Lи _H2O2слабая: r(_С,_H2O2) = 0,25. Следовательно, дальнейшего улучшения селективности процесса делигнификации древесины можно ожидать от использования систем, снижающих скорость разложения пероксида водорода.

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЗРЫВНОГО МЕТАНИЯ СТРУИ ЖИДКОСТИ

Статья в формате PDF 764 KB...

02 05 2026 8:30:37

ЗАВИСИМОСТЬ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ У БЫЧКОВ ОТ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ 137CsЦЕЗИЕМ И ИНТЕСИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ

Статья в формате PDF 111 KB...

01 05 2026 3:52:36

Сеянцы древесных и кустарниковых растений, полученные из семян интродуцентов, в разводочном отделении ботанического сада МГТУ

Статья в формате PDF 106 KB...

30 04 2026 7:17:11

Состояние окружающей среды агк в оценке риска для здоровья населения

Статья в формате PDF 116 KB...

29 04 2026 0:21:36

ИЗУЧЕНИЕ АДГЕЗИВНОЙ АКТИВНОСТИ ДРОЖЖЕПОДОБНЫХ ГРИБОВ РОДА CANDIDA, ВЫДЕЛЕННЫХ СО СЛИЗИСТЫХ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ И ВЛАГАЛИЩА У РАБОТНИЦ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

Статья в формате PDF 111 KB...

28 04 2026 9:19:47

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

В статье приведен комплексный анализ антропогенного воздействия на природную среду Иркутской области, приводящего к изменению не только количественных, но и качественных хаpaктеристик природной среды как системы. В частности, приведена общая экологическая ситуация, указывающая на значительное загрязнение и качественные изменения во всех компонентах окружающей среды: в почве, атмосферном воздухе, водных ресурсах. Комплексная химическая нагрузка влияет также на медико-демографические показатели здоровья населения. Необходим переход от технократического подхода к технологическому, что позволит избежать дальнейшей деградации природной системы. В качестве универсальной, независимой от экономической ситуации, единицы оценки экологического риска предложено использовать время. Основанная на современных представлениях о времени технология позволит установить границы антропогенного воздействия на природную систему, а так же рассчитать предполагаемый ущерб, наносимый природной системе каким-либо видом воздействия, выявить области с наложением различных типов воздействий, рассчитать совокупный ущерб в границах таких областей, и, следовательно, разработать комплекс превентивных мер для исключения качественных изменений природной среды. ...

27 04 2026 23:27:10

ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ИНДУКТОРЕПРИ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКЕ

Статья в формате PDF 379 KB...

26 04 2026 19:17:35

КАЧЕЛИ ЛЕДНИКОВЫХ ПЕРИОДОВ

Поскольку средняя температура Земли очень медленно уменьшается из-за удаления от Солнца вследствие расширения Вселенной, то достаточно резкие изменения температуры в пределах нескольких градусов могут происходить только в результате прострaнcтвенных и временных колебаний на самой планете. Такие колебания происходят чередованием ледниковых периодов на северных побережьях Атлантического и Тихого океанов. Анализ длительности ледниковых периодов и межледниковий Атлантического побережья позволяет утверждать, что такие качели действительно существуют, и в настоящее время происходит смена Тихоокеанского оледенения Атлантическим. Данная гипотеза позволит объяснить гибель динозавров, эволюцию лошади, расселение человека и прогнозировать глобальные изменения климата. ...

25 04 2026 7:16:57

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЗРЫВА ПЛОСКОЙ ФОЛЬГИ

Статья в формате PDF 789 KB...

24 04 2026 21:28:22

СЛОВЕСНЫЙ МЕТОД КАК ОДИН ИЗ ВЕДУЩИХ ПРИ РАБОТЕ С ДЕТЬМИ, ИМЕЮЩИМИ ЗРИТЕЛЬНЫЙ ДЕФЕКТ

Статья в формате PDF 133 KB...

23 04 2026 2:16:51

Миокард при эндотоксикозе: механизмы и морфофункциональные проявления вторичного повреждения

Статья в формате PDF 109 KB...

22 04 2026 8:13:55

АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ БАНКРОТСТВ

Статья в формате PDF 319 KB...

21 04 2026 18:49:44

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВЕКТОР-МЕТОДИКИ В ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫМ ПАРОДОНТИТОМ

Статья в формате PDF 122 KB...

20 04 2026 13:36:31

ПРОБЛЕМА ДИСБИОЗОВ В ОХРАНЕ ЗДОРОВЬЯ МАТЕРИ И РЕБЁНКА

Статья в формате PDF 118 KB...

19 04 2026 10:20:35

Культура невербального общения личности: история, психология, педагогика (монография)

Статья в формате PDF 321 KB...

18 04 2026 10:26:24

ЭЛЕКТРОННАЯ КОММЕРЦИЯВНЕШНИЙ ФАКТОР МОДИФИКАЦИИ СИСТЕМЫ ВНУТРЕННЕГО АУДИТА И КОНТРОЛЯ В СТРАТЕГИИ ФИРМЫ

Статья в формате PDF 232 KB...

17 04 2026 6:53:10

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ УЧАСТИЯ ПАТОЛОГОАНАТОМИЧЕСКОЙ И СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКОЙ СЛУЖБЫ В КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ В СЛУЧАЯХ ЛЕТАЛЬНЫХ ИСХОДОВ

Статья в формате PDF 126 KB...

16 04 2026 4:19:27

Лечение врожденных деформаций челюстнолицевой области

Статья в формате PDF 114 KB...

15 04 2026 13:16:52

Ультраструктурные изменения эндотелиоцитов синусоидов у больных хроническим гепатитом С (предварительное сообщение)

Статья в формате PDF 103 KB...

14 04 2026 1:41:42

КАЧЕСТВЕННОЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЛКА В ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДОБАВКЕ ИЗ СКОРЦОНЕРА ИСПАНСКОГО

Статья в формате PDF 124 KB...

13 04 2026 1:35:24

Теоретические основы эффективного обеспечения эколого-экономической стабилизации состояния Тюменского региона

Тюменский регион является одним из лидеров по уровню экономического развития. Устойчивое развитие его обеспечит сбалансированное решение социально-экономических задач, проблем сохранения окружающей среды в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущего поколений. Реализация перехода на путь стабильного развития потребует в дальнейшем формирования новой стратегии, которая оказалась бы экологически и экономически сбалансированной. ...