Кинетика окислительной делигнификации хвойной и лиственной древесины в системе "пероксид водорода - уксусная кислота - перуксусная кислота - катализатор"

• Автор: Каретникова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

1 Аналитический обзор
1.1 Делигнификация древесины органическими перкислотами
1.1.1 Из истории вопроса
1.1.2 Исследование основных технологических факторов делигнификации древесины органическими перкислотами
1.1.3 Потребительские свойства и применение перуксусных целлюлоз
в производстве бумаг
1.1.4 Основные реакции лигнина и углеводов при окислительной делигнификации
1.2 Кинетика делигнификации древесины органическими перкислотами
1.2.1 Кинетические модели делигнификации
1.2.2 Проблема неоднородности лигнина и перуксусные варки
1.2.3 Теория промежуточных соединений гомогенного катализа
1.2.4 Кинетическая модель окислительной делигнификации в системе «пероксид водорода - уксусная кислота - вода - пероксокомплексы металлов переменной валентности»
2 Кинетика образования перуксусной кислоты
2.1 Предварительные замечания
2.2 Кинетика образования органических перкислот
2.3 Термодинамические параметры реакций
2.4 Оптимизация процесса образования органической перкислоты
3 Кинетика делигнификации древесины
3.1 Предварительные замечания
3.2 Изучение закономерностей делигнификации хвойной древесины

3.3 Оптимизация процесса делигнификации хвойной древесины
3.4 Изучение закономерностей делигнификации лиственной древесины
3.5 Оптимизация процесса делигнификации лиственной древесины
4 Растворимость окисленного лигнина
4.1 Предварительные замечания
4.2 Растворение окисленного лигнина в воде, ледяной уксусной кислоте
и ее водных растворах
4.3 Растворение окисленного лигнина в водных растворах гидроксида натрия
5 Свойства полуфабрикатов, полученных делигнификацией древесины перуксусной кислотой
5.1 Режимы варок
5.2 Динамика размола волокнистых полуфабрикатов
5.3 Оптические показатели
5.4 Прочностные свойства полуфабрикатов
Выводы
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Современные промышленные технологии производства целлюлозы связаны с изъятием из лесных экосистем древесного сырья, а также с загрязнением окружающей среды соединениями серы и хлора, которое приводит к образованию различных хлорированных и сернистых органических соединений, обладающих высокой токсичностью, биологической устойчивостью и способностью аккумуляции в тканях живых организмов.
Поэтому необходимым условием дальнейшего развития отрасли и увеличения объемов производства продукции является более полное и комплексное использование лесосырьевых ресурсов и снижение отрицательного воздействия предприятий на окружающую среду.
Существует два пути решения всего 'комплекса проблем: совершенствование уже существующих технологий и разработка принципиально новых способов получения целлюлозы. В качестве
альтернативы традиционным способам можно рассматривать окислительные методы делигнификации древесного сырья.
Известно несколько вариантов окислительной делигнификации: кислородом в щелочной среде; кислородом в среде органического растворителя; пероксидом водорода в кислой или щелочной среде; пероксидом водорода в среде органического растворителя; и т. д.
В последнем случае в качестве растворителя обычно используются муравьиная или уксусная кислоты. В результате взаимодействия кислот и пероксида водорода образуются органические перкислоты.

Продолжительность, мин
АсООН, мольПродолжительность, мин
□ - экспериментальные значения, расчетные значения.
Концентрация катализатора (моль-л'1): 0,003.
Рисунок 2.6 - Динамика изменения текущих концентраций Н202 и АсООН.
2.3 Термодинамические параметры реакций
Зависимость скоростей химических реакций от температуры характеризуется уравнением Аррениуса 1 <
к=к0 еЕа/Н1 или пк=пк0-Еа/ЯТ, где &0-частотный фактор или предэкспоненциальный множитель; Еа - энергия активации, Дж-моль'1;
Т - абсолютная температура, К;
Я - универсальная газовая постоянная, 10=8,314 Дж/моль- К.
(2.12)
Если построить графики зависимости экспериментальных значений ІпА: от 1/Т., то получим прямую, отсекающую на оси ординат отрезок, равный 1пк0 (откуда определяется к0), и имеющий тангенс угла наклона, равный -Ед/Я (что дает возможность определить энергию активации). В данной работе энергии активации и к0 определены по методу наименьших квадратов (МНК).