Каталитическое окисление лигнинных веществ молекулярным кислородом в кислой среде в присутствии полиоксометаллатов

• Автор: Поварницына, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛИОКСОМЕТАЛЛАТОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Применение полиоксометаллатов в процессах делигнификации
1.2. Общая характеристика, строение и свойства полиоксометаллатов
1.3. Химические превращения модельных соединений и препаратов лигнина при окислении в присутствии полиоксометаллатов
1.4. Выводы. Постановка цели и задач исследования
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика реактивов и оборудования
2.2 Методика приготовления растворов катализаторов
2.3. Методика проведения кинетических исследований
2.4. Методика проведения каталитического окисления лигнинных веществ
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Изучение кинетики каталитического окисления родственных лигнину фенольных соединений гваяцильного ряда растворенным кислородом
3.1.1. Исследование влияния pH раствора на кинетику процесса окисления
3.1.2. Исследование влияния концентрации окисляемого вещества на кинетику процесса окисления
3.1.3. Изменение концентрации кислорода в процессе каталитического

окисления
3.1.4. Исследование влияния концентрации катализатора на кинетику процесса
3.1.5. Исследование влияния состава растворителя на кинетику процесса окисления
3.1.6. Исследование влияния температуры на процесс окисления и определение термодинамических параметров процесса каталитического окисления
3.1.7.Механизм каталитического окисления ванилинового спирта и
феруловой кислоты в присутствии полиоксометаллатов
3.2. Исследование каталитического окисления диоксанлигнина и технического сульфатного лигнина растворенным кислородом
3.2.1. Исследование влияния продолжительности окисления и природы лигнина на изменение функционального состава продуктов окисления лигнинных веществ
3.2.2. Исследование влияния pH на процесс каталитического окисления диоксанлигнина и технического сульфатного лигнина
3.2.3. Исследование влияния концентрации катализатора на процесс каталитического окисления диоксанлигнина и технического сульфатного лигнина
3.2.4. Исследование влияния температуры на процесс каталитического окисления диоксанлигнина и технического сульфатного лигнина
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

. ВВЕДЕНИЕ
В последние десятилетия в соответствии с «Перечнем приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ» (раздел о рациональном природопользовании) и основными принципами «зеленой» химии большинство научных исследований направлены на создание экологически безопасных способов комплексной переработки растительного сырья [1]. Среди них приоритетными являются технологии направленного физического (сверхкритические флюидные среды) и химического (ионные жидкости, селективные катализаторы, экологически безопасные окислители) воздействия на структуру и свойства биополимеров с целью получения разнообразных продуктов с заданными потребительскими свойствами [2,3]. В качестве экологически безопасных окислителей применяют молекулярный кислород, пероксид водорода, озон. Процессы каталитического окисления лигносодержащих материалов, основаны на использовании, главным образом, комплексных соединений металлов переменной валентности, в частности, полиоксометаллатов. Интерес к последним связан с поиском биомиметрических каталитических систем, моделирующих действие ферментов. Полиоксометаллаты проявляют свое воздействие за счет значительного количества активных центров в виде металлов, способных изменять свою степень окисления, и являются бифункциональными системами, катализирующими как кислотно-основные, так и окислительновосстановительные взаимодействия. Однако активность и селективность данных каталитических систем зависит от условий проведения процесса.
В связи с вышеизложенным основным направлением исследований, представленных в данной диссертационной работе, является развитие теоретических основ каталитического окисления лигнинных веществ растворенным молекулярным кислородом в кислой среде в присутствии полиоксометаллатов.
Работа выполнена при поддержке Администрации Архангельской области и в рамках грантов Российского фонда фундаментальных исследований (Проекты № 08-03-98803 р_север_а и № 09-03-16043 моб_з_рос).

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика реактивов и оборудования
Характеристика использованных в работе реактивов и их квалификация представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. — Характеристика реактивов, использованных при проведении эксперимента.
Наименование Формула Квалификация Источник
1 2 3
Оксид ванадия (V) У205 ч.д.а. «Вектон»
Оксид молибдена (VI) МоОз ч.д.а. «Вектон»
Карбонат натрия ИагСОз ч.д.а. «Экрос»
Моногидрат дигидрофосфата натрия ИаН2Р04Н20 ч. «Реахим»
Хлорид марганца (II) МпС12-4Н20 х.ч. «Экрос»
Серная кислота н2бо4 ч.д.а. «Экрос»
Борная кислота Н3ВО3 ч.д.а. «Экрос»
Фосфорная кислота н3ро4 ч.д.а. «Экрос»
Уксусная кислота СНзСООН ч.д.а. «Экрос»
Г идроксид натрия №ОН х.ч. «Экрос»
Кислота соляная НС1 х.ч. «Экрос»
Дигидрофосфат калия кн2ро4 х.ч. «Экрос»
Г идроксид калия кон х.ч. «Экрос»
Ацетат кальция (СН3СОО)2Са х.ч. «Реактив»
Т риэтано ламин 1М(С2Н4ОН)з х.ч. «Реактив»
Д имети лсуль ф оксид С2Н6БО х.ч. «Химмед»
1,4-диоксан с4н5о2 х.ч. «Реактив»
Этанол С2Н5ОН х.ч.
Кислород 02 ч.д.а.
Аргон Аг ч.д.а.