«Proceedings of Gubkin University»

STUDY OF OXIDIZABILITY OF CELLULOSIC RAW MATERIAL WITH HYDROGEN PEROXIDE OVER COLLOIDAL CATALYST BASED ON IRON OXIDE (III)

UDC: 663.031.7 + 544.478.42 + 66.094.3.097 + 66.097.3-039.672
DOI: -

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas

Keywords: lignocellulose, irradiation pretreatment, hydrogen peroxide, colloid particles of iron (III) oxide, carboxylic acids

Annotation:

We have studied the oxidation of pre-radiated and original cellulosic feedstock (pine sawdust, bamboo chips) with dilute solutions of hydrogen peroxide over a catalyst based on colloidal iron oxide (III). As a result, it was found that the combined pretreatment by radiation and catalytic oxidation with hydrogen peroxide is an effective method of preparation of lignocellulosic feedstock for hydrolysis. This is due to the reduced content of lignin, the degree of polymerization and the crystallinity of cellulose. The byproducts (water solutions of oxidative degradation products of lignin) obtained during pretreatment can be used as plant growth stimulants or additives for animal feed. Analysis of the by-products by the me- thod of capillary electrophoresis revealed single, two-and tribasic carboxylic acids, while the gas chromatography-mass spectrometry analysis confirmed the presence of aldehydes, alcohols, esters, and nitrogen-containing heteroatomic compounds besides carboxylic acids.

Bibliography:

1. Sun R.C. Cereal Straw as a Resource for Sustainable Biomaterials and Biofuels. Chemistry, Extractives, Lignins, Hemicelluloses and Cellulose. Publ.: Elsevier, 2010, 300 p.
2. Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Третьяков К.В. Каталитическая конверсия биоэтанола в углеводородные топлива // Катализ в промышленности. — 2010. — № 5. — С. 11–32.
3. Варфоломеев С.Д., Моисеев И.И., Мясоедов Б.Ф. Энергоносители из возобновляемого сырья//Вестник Российской академии наук. — 2009. — Т. 79. — № 7. — С. 595–607.
4. Макарфи Ю.И., Трушин А.А., Третьяков В.Ф. Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической и нефтехимической промышленности: Тезисы докладов I международной конференции РХО им. Д.И. Менделеева. — М., 2009. — 48 с.
5. Применение коллоидного катализатора на основе оксида железа (III) и полиметаллического нанокатализатора (Fe-Co-Ni) для модификации структуры лигноцеллюлозного сырья/ А.Б. Берберов, Я.А. Масютин, Д.С. Афонин, Х.Х. Борзаев//Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. — 2013. — Т. 1. — № 6 (56). — С. 72-78.
6. Лесин В.И., Писаренко Л.М., Касаикина О.Т. Коллоидные катализаторы на основе оксидов железа (III). 1. Распад пероксида водорода//Коллоидный журнал. — 2012. — Т. 74. — № 1. — С. 90-95.
7. Касаткина О.Т., Писаренко Л.М., Лесин В.И. Коллоидные катализаторы на основе оксидов железа (III). 2. Особенности катализированного окисления пальмового масла//Коллоидный журнал. — 2012. — Т. 74. — № 4. — С. 503-508.
8. Кропоткина В.В., Хмелева А.Н., Верещагин А.Л./Под ред. Г.В. Леонова. О механизме ростостимулирующего действия сверхмалых доз природных органических кислот//Инноваци-онные технологии: производство, экономика, образование: материалы Всероссийской научно-практической конференции 24 сентября 2009 года. Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. — Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2009. — С. 372–375.
9. Новая корригирующая кормовая добавка „Эколин-4” для высокопродуктивных коров/ Г.В. Наумова, А.И. Козинец, Н.Л. Макарова, Т.Ф. Овчинникова, Н.А. Жмакова, О.Г. Голушко// Природопользование. — 2011. — Вып. 20. — С. 117-122.