Закономерности электрохимических процессов под давлением кислорода в лигнинсодержащих водных растворах

• Автор: Шабанов, Наби Сайдуллахович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 107 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. .

1.1. Окислительная деструкция лигнина.

1.1.1. Окисление лигнина молекулярным кислородом

1.1.2. Окисление лигнина пероксидом водорода.

1.1.3. Каталитическое окисление лигнина в присутствии различных добавок.

1.1.4. Фотокаталитическое и фотоэлектрохимическое окисление

лигнина.

1.2. Электрохимическая модификация лигнина.

1.2.1. Электрохимическое окисление лигнина.

1.2.2. Электрохимическое галоидирование лигнина
1.2.3. Методы интенсификации электрохимических процессов
окисления органических веществ
ГЛАВА МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Лигнин, растворы и реактивы.
2.2. Поляризационные измерения. Электроды. Электрохимическая ячейка.
2.3. Автоклавы. Особенности проведения исследований при
повышенных давлениях
2.4. Методика электрохимического окисления лигнина под
давлением кислорода.
2.5. Математическая обработка экспериментальных данных
2.6. Анализ продуктов электролиза
2.6.1. Определение функциональных групп
2.6.2. Спектральный анализ лигнинов
2.6.3. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии
ГЛАВА III.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Влияние лигнина на закономерности катодного восстановления кислорода.
3.1 Л. Система лигнин.
3.1.2. Система лигнин ОН
3.2. Вольтамперные исследования анодного окисления лигнина
под давлением кислорода
3.2.1. Система ЛИГНИН2М 11
3.2.2. Система лигнин 2М .
3.3. Практические аспекты
3.3.1. Выбор условий электролиза воднощелочного раствора
лигнина под давлением кислорода
3.3.2. Влияние давления кислорода на процесс электрохимического окисления лигнина
3.3.3. Влияние количества пропущенного электричества на степень окислительной деструкции лигнина
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В частности, предлагается решить проблему окислительной деструкции лигнина с использованием пероксиреагентов озона, органических перекисей, пероксида водорода, что имеет большое практическое значение, так как при современном производстве целлюлозы в ходе е отбелки расходуются миллионы тонн хлора, а токсичные хлорпроизводные, которые неизбежно образуются при этом, загрязняют окружающую среду 3. Известные в настоящее время исследования посвящены в основном химическому окислению лигнинов или его модельных соединений кислородом воздуха, пероксидом водорода, органическими пероксидами и т. Известны также электрохимические способы окисления лигнина или его модификации 4. Использование электрохимических методов позволяет проводить процесс без использования различных катализаторов. Исходя из этого, интерес исследователей к различным методам селективного окисления лигнина неуклонно растт. Одним из соединений, образующихся при окислительном расщеплении лигнина является ванилин, являющийся основным и наиболее ценным продуктом, получаемым при химической переработке лигнинов 5. В настоящее время, с целью получения ароматических альдегидов с высокими выходами, разрабатываются различные варианты окисления лигнинов 6. Наличие реакционноспособных функциональных групп в ванилине обеспечивает возможность получения обширного ряда производных, обладающих биологически активными свойствами. В литературе наибольшее внимание уделяется электрохимическому окислению некоторых органических соединений с генерированием окислителей пероксида водорода, кислорода и озона 7. Их сущность заключается в электрохимической генерации на катоде пероксида водорода из кислорода и последующих химических реакций его интермедиатов с органическими веществами в растворе электролита. Электрохимическое окисление лигнина 8, протекает в области высоких потенциалов, где практически всегда существуют проблемы коррозионной стойкости электродных материалов, термодинамической устойчивости водных растворов электролитов. При генерации окислителей такие проблемы не возникают, так как процессы протекают при сравнительно невысоких электродных потенциалах, а химическая реакция протекает в гомогенной среде. Таким образом, наиболее выгодными с точки зрения эффективности окислительной деструкции лигнина является его электрохимическое окисление в щелочных растворах под давлением кислорода. Б работе по окислению фенола, красителей и некоторых других органических соединений под давлением кислорода, отмечается, что при осуществлении процесса электрохимической деструкции гтод давлением, удаление органических соединений происходит за счет генерирования пероксида водорода, растворенным кислородом и за счет анодного окисления, при этом происходит существенная интенсификация процесса и снижение напряжении на электролизере 9. Исходя из этого, была поставлена цель работы и сформулированы задачи исследования. Цель работы состояла в исследовании возможности селективного электрохимического окисления лигнина при повышенных давлениях кислорода. Методы исследования. Для решения поставленных задач использовался комплекс электрохимических методов, включающий потенциодинамический способ получения зависимостей ток потенциал, а также метод гальваностатического электролиза. Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на V Международной научнопрактической конференции Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов исследования, инновации и технологии г. Астрахань, апреля г, международной конференции инноватика Ульяновск г, международном форуме по проблемам науки, техники и образования М. Электрохимия и экология, Махачкала, сентября г. С. . Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ в виде статей и тезисов докладов, в том числе 3 в реферируемых журналах ВАК. Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы, включающего 2 источника на русском и иностранных языках. Диссертация изложена на 7 страницах, содержит рисунков и 1 таблице.