Исследование процессов сольватации модельных соединений лигнина гваяцильного ряда в водно-этанольной среде методом циклической вольтамперометрии

• Автор: Иванченко, Николай Леонидович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЛИГНИНА И ЕГО МОДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ВОДНЫХ И СМЕШАННЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Окислительно-восстановительные свойства лигнина и модельных соединений его структурного звена
1.2. Методы исследования окислительно-восстановительных свойств лигнина и модельных соединений его структурного звена
1.3. Вольтамперометрические методы исследования лигнина и его модельных соединений
1.3.1. Полярография
1.3.2. Вольтамперометрия
1.3.2.1. Общие принципы вольтамперометрии
1.3.2.2. Влияние различных факторов электродного процесса на вольтамперометрические характеристики
- Растворитель как среда и химический реагент
- Методы исследования сольватации, основанные на измерении подвижности ионов
1.3.2.3. Окисление фенолов, лигнина и его модельных соединений
на анодах
1.4. Выводы. Постановка цели и задач исследования
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Оборудование
2.3. Методика вольтамперометрических измерений
2.4. Оценка точности измерений

3. ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРООКИСЛЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТРУКТУРНОГО ЗВЕНА ЛИГНИНА В ВОДНО-ЭТАНОЛЬНЫХ СРЕДАХ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
ЧАСТЬ)
3.1 Разработка методики оценки реакционных свойств модельных соединений лигнина с применением метода циклической вольтамперометрии
3.2 Исследование обратимости процессов электроокисления на платиновом электроде модельных соединений лигнина
3.3 Изучение сольватации модельных соединений лигнина в водно-этанольной среде
3.4 Влияние эффектов сольватации на реакционную способность модельных соединений структурного звена лигнина
4. ВЫВОДЫ
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Создание новых способов комплексной химической переработки лигносодержащих материалов, таких как, модифицирование и переработка лигносодержащего сырья и продуктов деструкции лигнина, с применением различных растворителей предполагает глубокое изучение протекающих при этом химических процессов, механизм которых в значительной степени обусловлен редокс-превращениями лигнина. При этом в качестве технологических растворов широко используются водно-спиртовые среды. Смешанный растворитель, выступая в качестве активного химического агента, влияет на реакционную способность лигнина, предопределяя механизм и кинетику окислительно-восстановительных взаимодействий. Поэтому изучение сольватационных эффектов в водно-спиртовых средах и влияние их на изменение реакционной способности лигнинных соединений позволит расширить теоретические представления о их физико-химических свойствах. Наиболее перспективным методом характеристики окислительно-восстановительных свойств лигнина и модельных соединений его структурного звена в смешанных растворителях является циклическая вольтамперометрия. Использование вольтамперометрии на данном этапе в химии лигнина затруднено, прежде всего, сложностью функциональной природы изучаемого объекта. Кроме того, большинство органических соединений нерастворимо либо плохо растворимо в воде и вольтамперомет-рическое изучение этих веществ можно проводить лишь в неводных или смешанных растворах, таких как вода-ДМФА, вода-спирт (метанол, этанол, пропанол, бутанол) к тому же обладающих делигнифицирующей способностью.
Для того чтобы раскрыть возможности того или иного физикохимического метода, в том числе и вольтамперометрии применительно к изучению такого сложного соединения, как лигнин, прежде всего, необхо-

электрод. При этом надо учитывать, что значение потенциала полуволны будет содержать неустранимую величину диффузионного потенциала, определяемую ионами индифферентного электролита на границе раздела двух сред. Следует отметить, что при большой концентрации фона порядка 0,1 моль/л величина диффузионного потенциала почти постоянна, а это дает возможность проводить относительное сравнение значений потенциалов полуволн различных деполяризаторов в данной среде.
Весьма существенным при использовании смешанного растворителя является выбор подходящего индифферентного (фонового) электролита, который должен достаточно хорошо растворяться в данном растворителе. При аналитических определениях в органических растворителях часто используют четырехзамещенные аммониевые соли, так как разряд этих электролитов происходит только при очень высоких отрицательных потенциалах и позволяет использовать относительно широкую область напряжений. При выборе проводящей соли следует учитывать растворимость и устойчивость ее в данном смешанном растворителе. Выбор фона оказывает большое влияние на форму и характеристики вольтамперометрической кривой.
При выборе растворителя должны быть учтены: его устойчивость во времени; трудность окисления или восстановления на рабочем электроде и отсутствие взаимодействия материала электрода с растворителем; растворимость проводящих солей в безводном растворителе, обеспечивая достаточную величину диффузионного тока. Наиболее широко распространенными растворителями в вольтамперометрии являются спирты и их смеси с водой благодаря хорошей растворимости в них многих органических веществ.
Вольтамперометрические кривые были сняты на анализаторе «Экотест-ВА» в трехэлектродной ячейке в постояннотоковом циклическом режиме. Электродом сравнения служил насыщенный хлорсеребряный