Характеристика редокс-свойств лигнина

• Автор: Самылова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ЛМРС - лигнин механического размола сосны, лигнин Бьеркмана
СФЛ - сульфатный технический лигнин хвойный
редокс- - окислительно-восстановительные свойства
свойства
ОВС - окислительно-восстановительная система (медиатор)
[Ох] - концентрация окисленной формы медиатора, моль/л
[КеИ] - концентрация восстановленной формы медиатора, моль/л
ММ - молекулярная масса
ММР - молекулярно-массовое распределение
- среднемассовая молекулярная масса лигнина, а.е.м.
к - среднечисловая молекулярная масса лигнина, а.е.м.
ж - /-средняя молекулярная масса лигнина, а.е.м.
СП - степень полидисперсности лигнина
[л] - характеристическая вязкость
а - коэффициент, учитывающий форму макромолекулы в растворе
рКа - константа ионизации
X - доля фенольных гидроксильных групп, расходуемых на редокс-взаимодействие, %
* ф02 - “эффективный потенциал” для лигнинного полимера, мВ
СВ - сточная вода Архангельского целлюлозно-бумажного комбината
ОАО АЦБК
АИ - активный ил
БОПС - биологическая очистка промышленных стоков

1. Лигнин как природный редокс-полимер (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
* 1.1 Функциональная природа и структурные особенности “природного” лигнина
1.2 Влияние внутренней структуры лигнина на его реакционную способность
1.3 Характеристика реакционной способности лигнина в технологических процессах
1.3.1 Изменение реакционной способности лигнина в процессе сульфатной варки
1.3.2 Изменение реакционной способности лигнина в процессе отбелки
1.3.3 Изменение реакционной способности лигнинных компонентов сточных
вод в процессе биологической очистки
1.4 Методы изучения реакционной способности лигнина в процессе редоксвзаимо действий
1.5 Применение метода косвенной оксредметрии для оценки редокс-свойств лигнина

1.6 Выводы. Постановка цели и задачи исследования
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика реактивов
2.2 Методика определения “эффективного” потенциала препаратов лигнина
2.2.1 Принципиальная схема экспериментальной установки
2.2.2 Условия проведения процесса окисления препаратов лигнина
2.2.3 Алгоритм расчета “эффективного” потенциала
2.3 Спектрофотометрическое определение фенольных гидроксильных групп (Деметод)
2.4 Методика определения формы макромолекул препаратов лигнина
визкозиметрическим методом
2.5 Методика определения рКа фенольных соединений методом
’ потенциометрического и спектрофотометрического титрования
2.6 Методика отбора проб сточной воды для анализа
2.7 Методика выделения лигнинных компонентов из сточных вод
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Редокс-свойства ЛМРС
3.1.1 Характеристика исследуемого образца ЛМРС
3.1.2 Влияние характеристик полимолекулярного состава на величину рКа ЛМРС
3.1.3 Влияние макромолекулярных свойств на редокс-свойства ЛМРС
3.2 Редокс-свойства хвойного СФЛ
3.2.1 Характеристика исследуемого образца хвойного СФЛ
3.2.2 Влияние макромолекулярных свойств на редокс-свойства хвойного СФЛ
3.3 Редокс-свойства лигнинных компонентов СВ
3.3.1 Характеристика лигнинных компонентов СВ
3.3.2 Оценка реакционной способности лигнинных компонентов СВ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ
лишь характеризуют содержание окисляемых веществ и эффективность окислительных процессов, ведущих к их снижению.
На сегодняшний день, при оценке качества воды определяются такие показатели как ХПК (химическое потребление кислорода), БПК (биологическое потребление кислорода), ПО (перманганатная оксиляемость) и ООУ (общий органический углерод), которые дают важную характеристику среды - потребление кислорода на утилизацию загрязнений в стоке. При правильно проведенных анализах всегда соблюдается соотношение: ХПК > БПКп01Н> ВПК5 [90], а БПКпота должно составлять 40. ..90% от теоретически рассчитанного потребления кислорода. Разность между ХПК и БПКп01Н позволяет получить информацию о содержании трудноокисляемых веществ, т.е. об относительном содержании ингредиентов в СВ. К сожалению, в России для таких показателей как общий органический углерод (ООУ) и растворенный органический углерод (РОУ) - не установлены нормативы. В отличие от ХПК показатель ООУ является абсолютной величиной,' критерием оценки сбросов с очистных сооружений и загрязнения речной воды, т.е. он намного удобнее ХПК, т.к. определяет валовое содержание органических веществ в пробе, а не их химическую окисляемость. Предел его обнаружения 0,1 мг/л. В нашей стране этот параметр не получил широкого применения по причине отсутствия серийно выпускаемых анализаторов ООУ.
Для количественной характеристики содержания лигнинных компонентов в сточных водах сульфат-целлюлозного производства также используется не совсем корректный метод оценки. Метод Перла- Бенсона [136] основан на поглощении нитрозопроизводных соединений желтого цвета, полученных в результате реакции лигнина с азотистой кислотой. Интенсивность окраски усиливаться в щелочной среде, что дает возможность проводить фотометрическое определение при длине волны 430 нм. Но данный метод наиболее корректно использовать для анализа лигнинных компонентов, содержащихся в сульфитных щелоках и в сульфитных СВ.
Не совсем корректно определять содержание в СВ лигнинных компонентов и сернокислотным методом (методом Класона) [137]. Эта методика разрабатывалась для оценки содержания лигнина в древесине. В этой методике наибольшее значение имеет концентрация серной кислоты, продолжительность реакции и температура обработки. При низкой ее концентрации гидролиз полисахаридов идет не до конца, и в лигнине остается примесь углеводов. Однако, слишком концентрированная кислота