Каталазная активность природного и синтезированного на технической целлюлозе диоксида кремния

Дана оценка влияния свойств природного и синтезированного на технической целлюлозе из рисовой и овсяной шелухи диоксида кремния на каталазную активность диоксидсодержащих материалов. Техническую целлюлозу из шелухи получали окислительно-органосольвентным способом. Закрепление диоксида кремния на целлюлозе проводили золь-гель методом с применением тетраэтоксисилана. Свойства полученных диоксидсодержащих материалов оценивали: рентгеноструктурным анализом, методом тепловой десорбции азота, эмиссионным спектральным анализом с индукционно- связанной плазмой. Каталазную активность диоксидсодержащих материалов оценивали по модельной реакции разложения Н₂О₂. В ходе работы получены образцы целлюлозы: из рисовой шелухи с содержании зольного остатка от 0,3 до 33,5%; из овсяной и рисовой шелухи без содержания минеральных компонентов. Золь-гель методом получены материалы с содержанием синтетического диоксида кремния от 0 до 47,2% на основе рисовой шелухи и от 0 до 44,3% на основе овсяной шелухи. Установлено, что количество закрепленного диоксида кремния золь-гель методом не зависит от природы технической целлюлозы. Диоксид кремния остающийся в технической целлюлозе находится в аморфном состоянии. Максимум удельной поверхности (20,4 м²/г) достигается при предельном содержанием диоксида кремния (30,3%). Синтезированный на технической целлюлозе золь-гель методом диоксид кремния находится в кристаллическом состоянии, при этом максимальная удельная поверхность составляет для диоксидсодержащего материала на основе ОШ 18,5 м²/г, а для диоксидсодержащего материала на основе РШ 15,7 м²/г); Выявлено, что каталазной активностью обладает диоксидсодержащий материал с природным диоксидом кремния. Такой каталазный эффект можно объяснить наличием примесей в виде металлов, которые накапливаются в минеральном компоненте растительного сырья при вегетации. Образцы целлюлозы с синтезированным диоксидом кремния каталазной активностью не обладают, независимо от удельной поверхности и содержания SiO₂.

1. Аглиуллин М. Р. Золь-гель синтез мезопористых алюмосиликатов, их применение в олигомеризации олефинов и нитровании фенилиндана: дис. ... канд. хим. наук. Уфа, 2015. 120 с.

2. Вураско А.В., Дрикер Б.Н. Галимова А.Р. Ресурсосберегающая технология получения целлюлозы при переработке отходов сельскохозяйственных культур // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2007. № 1. С. 16–19.

3. Вураско А.В., Дрикер Б.Н., Мертин Э.В., Сиваков В.П., Никифоров А.Ф., Маслакова Т.И., Близнякова Е.И. Получение и применение полимеров из недревесного растительного сырья // Вестник Каз. технол. ун-та. 2012. Т 15. № 6. С. 128–132.

4. Вураско А.В., Минакова А.Р., Дрикер Б.Н. Кинетика окислительно-органосольвентной делигнификации недревесного растительного сырья // Химия растительного сырья. 2010. № 1. С. 35–40.

5. Вураско А.В., Шаповалова И.О., Петров Л.А., Стоянов О.В. Применение плодовых оболочек риса в качестве углерод-кремнеземных пористых материалов для каталитических систем (обзор) // Вестник технол. ун-та. 2015. Т. 18, № 11. С. 49–56.

6. Голубев В.А., Пузырёв Е.М., Мухоедов И. Разработка технологии производства аморфного диоксида кремния из рисовой лузги // Горение топлива: теория, эксперимент и приложения: матер. IX Всерос. конф. с междунар. участием. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2015. URL: http://www.itp.nsc.ru/conferences/gt-2015/Files/D2_S2-9.pdf.

7. Ефремова С.В., Жармагамбетова А.К., Терликбаева А.Ж .Каталазная и оксидазная активность полимермедных катализаторов на основе углеродного носителя из рисовой шелухи в реакции оксигенирования циклогексана пероксидом водорода // Хімія, фізика та технологія поверхні. 2011. Т. 2. № 4. С. 432-435.

8. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М., 1991. 320 с.

9. Пищун С.В., Шестакова О.Е. Кварц и его полиморфные модификации // Сборник материалов IX Всерос. научно-практической конференции с международным участием «Россия молодая», 18-21 апр. 2017 г., Кемерово / ФГБОУ ВО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева»; редкол.: C.Г. Костюк (отв. ред.) [и др.]. Кемерово, 2017.

10. Помогайло А.Д. Гибридные полимер-неорганические нанокомпозиты // Успехи химии. 2000. № 69. С.60–89.

11. Сартова Ж. Е., Азат С., Мансуров З. А., Whitby R.L.D. Производство диоксида кремния из рисовой шелухи и его применение. Обзор // Химический журнал Казахстана. 2017. № 3 (59). С. 49–65.

12. Фенелонов В. Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск: Издательство СО РАН , 2002. 414 с.

13. Холдеева О.А., Трухан Н.Н. Мезопористые титан-силикаты как катализаторы процессов жидкофазного селективного окисления органических соединений // Успехи химии. 2006. Т. 75. № 5. С. 460–483.

14. Холомейдик А. Н. Получение, состав и свойства кремний- и углеродсодержащих продуктов переработки плодовых оболочек риса: дис. ... канд. хим. наук. Владивосток, 2016. 136 с.

15. Шаповалова И.О., Вураско А.В., Петров Л.А., Стоянов О.В. Органонеорганические гибридные композиты TiO2/SiO2 на основе технической целлюлозы из рисовой шелухи // Вестник технол. ун-та. 2016. Т. 19. № 7. С. 17–20.

16. Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В., Валова М.С., Петров Л.А. Синтез дисперсных диоксидов кремния, титана и циркония пиролизом целлюлозно-неорганических композитов // Журнал прикладной химии. 2012. Т. 85. № 10. С. 1577–1581.

17. Shapovalova I., Vurasko A., Petrov L., Kraus E., Leicht H., Heilig M., Stoyanov O. Hybrid composites based on technical cellulose from rice husk. Journal of Applied Polymer Science, 2018, vol. 135, no. 5, pp. 45796.