Изучение суперактивного катализа кислородно-щелочной делигнификации древесины комплексами металлов переменной валентности с использованием в качестве модели 1,10-фенантролината меди (II). 1. Подход к изучению проблемы. Эффективность действия.

УДК

630*86

DOI:

Аннотация

Отмечено, что комплексы металлов переменной валентности могут выступать           в качестве эффективных катализаторов для многих химических редокс-процессов,   в том числе и кислородно-щелочной варки (делигнификации) древесины.
Показано, что наиболее активным катализатором делигнификации является
1,10-фенантролинат меди (II), ускоряющий процесс вследствие повышения кон-станты скорости до 15 – 28 раз (в зависимости от условий процесса и вида делигни-фицируемого материала) при расходе лиганда и центрального иона соответственно около 0,50 и 0,05 % от массы абс. сухой древесины.  

Сведения об авторах

Гермер Эмиль Исаакович родился в 1937 г., окончил в 1962 г. Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности, доктор химических наук, директор по новой технике, технологии и науке Северо-Западной лесопромышленной компании. Имеет свыше 160 научных трудов по химии и технологии варки целлюлозы, в настоящее время занимается технологией, химией и катализом новых и традиционных способов делигнификации древесины.

Ключевые слова

кислородно-щелочная делигнификация, катализ, комплексы металлов переменной валентности

Литература

1. Гермер, Э.И. Альдегидные и карбоксильные группы кислородно-щелочной целлюлозы и их влияние на прочность бумажного полотна [Текст] / Э.И. Гермер // Химия древесины. – 1988. – № 6. – С. 33–39.
2. Гермер, Э.И. Влияние рН на кинетику делигнификации и растворения полисахаридов при кислородно-щелочной варке древесины [Текст] / Э.И. Гермер // Лесн. журн. – 1991. – № 3. – С. 95–102. – (Изв. высш. учеб. заведений).
3. Гермер, Э.И. Интенсификация кислородно-щелочной делигнификации лигноцеллюлозных материалов с помощью о-фенантролина. 4. Влияние рН вароч-ного процесса на кинетику делигнификации [Текст] / Э.И. Гермер // Химия древе-сины. – 1992. – № 4–5. – С.46–55.
4. Гермер, Э.И. Катализ кислородной делигнификации при получении цел-люлозы из древесины [Текст] / Э.И. Гермер // Междунар. научно-техн. конф. «Pap-For’ 92» : информ. сообщение. – СПб, 1992. – С. 38–40, 75–76.
5. Гермер, Э.И. Катализ кислородно-щелочной делигнификации [Текст] / Э.И. Гермер // Бум. пром-сть. – 1990. – № 11. – С. 6–8.
6. Гермер, Э.И. Катализ кислородно-щелочной делигнификации щепы в пульсационной варочной установке с применением нового эффективного катализа-тора [Текст] / Э.И. Гермер [и др.] // Лесн. журн., 1997. – № 3. – С. 95–108. – (Изв. высш. учеб. заведений).
7. Гермер, Э.И. Катализ окислительной фрагментации лигнина древесины 1.10-фенантролином при получении целлюлозы кислородно-щелочным способом [Текст] / Э.И. Гермер // Селективное окисление углеводородов и ресур-сосбережение углеводородного сырья: тез. докл. всесоюз. конф. – Харьков, 1991. – С. 56.
8. Гермер, Э.И. Кинетика делигнификации при кислородно-щелочной варке с наиболее эффективными катализаторами [Текст] / Э.И. Гермер, А.А. Сиротенко // 2-я Междунар. научно-техн. конф. «Pap-For’ 93»: информ. сообщение. – СПб, 1993. – С. 12–13, 69–70.
9. Гермер, Э.И. Кислородно-щелочная каталитическая варка с низкими значениями параметров процесса [Текст] / Э.И. Гермер // 5-я Междунар. научно-техн. конф. «Pap-For’ 98»: информ. сообщение. – СПб, 1998. – С. 15–16, 79–81.
10. Гермер, Э.И. Роль гемицеллюлоз в формировании прочностных свойств бумажного полотна при аэродинамическом и традиционном способах его формования из кислородно-щелочных и щелочных целлюлоз [Текст] / Э.И. Гермер, И.Д. Майорова // Химия древесины. – 1987. – № 4. – С. 45–52.
11. Гермер, Э.И. Химизм и катализ кислородно-щелочной делигнификации древесины [Текст]: дис. … д-ра хим. наук / Э.И. Гермер. – СПб, 1999. – 130 с.
12. Гермер, Э.И. Эффективный катализ – путь получения качественной ки-слородно- щелочной целлюлозы [Текст] / Э.И. Гермер // Целлюлоза, бумага, кар-тон. – 1994. – № 5-6. – С. 20–22.
13. Яцимирский, К.Б. Биологические аспекты координационной химии [Текст] / К.Б. Яцимирский [и др.]. – К.: Наук. думка, 1979. – 266 с.
14. Germer, E.I. Chemistry and Mechanism of catalysis of Oxygen-Alkaline De-lignification by Some Complex Compounds [Text] / E.I. Germer // 5th European Work-shop on Lignocellulosics and Pulp: рoster рresentation. – Portugal, Aveiro, 1998. – P. 33–38.
15. Germer, E.I. Effective catalysis of oxygen-alkaline wood delignification by the transition metals complexes [Text] / E.I. Germer // Pulp for Papermaking-Fibre and Surfase Properties: intern. Conference «Cellucon’ 98». – Finland, Turky, 1998. – P. 15.
16. Germer, E.I. Oxygen-alkaline delignification catalysis [Text] / E.I. Germer // Ligno-cellulosiсs – Science, Technology, Development and Use. – Ellis Hoorwood Ltd., 1992. – P. 227–237.
17. Germer, E.I. Oxygen-alkaline delignification catalysis with 1.10-phenanthroline [Text] / E.I. Germer // 6th Intern. Symp. on Wood and Pulping Chemistry: Proceedings. – Australia, Melbourn, 1991. – Vol. 2. – P. 143–149.
18. Germer, E.I. Production of bleachable pulp through catalytic oxygen-alkaline delignification of high-yield mechanical pulp [Text] / E.I. Germer // Tappi Jour-nal. – 1995. – Vol. 78. – № 11. – P. 121–124.
19. Germer, E.I. The catalytic oxygen pulping [Text] / E.I. Germer // Fourth Eu-ropean Workshop on Lignocellulosics and Pulp: proceedings. – Italy, 1996. – Part 2, topic B. – P. 412–416.
20. Germer, E.I. The essence of catalysis by transition metal complexes of the oxygen-alkali wood delignification [Text] / E.I. Germer // 9th Intern. Symp. on Homoge-neous Catalysis: abstracts. – Israel, 1994. – P. 228–229.

Ссылка на английскую версию:

Studying Super Active Catalysis of Oxygen-alkaline Wood Delignification by Metal Groups of Variable Valency by Using 1.10-phenanthrolinate Copper (II) as Model. 1. Approach to Problem Research. 1.10-phenanthrolinate Copper (II) Performance

E.I. Germer
Studying Super Active Catalysis of Oxygen-alkaline Wood Delignification by Metal Groups of Variable Valency by Using 1.10-phenanthrolinate Copper (II) as Model. 1. Approach to Problem Research. 1.10-phenanthrolinate Copper (II) Performance

It is noted that metal complexes of variable valency can act as efficient catalysts for many chemical redox-processes, including oxygen-alkaline cooking (delignification) of wood. It is shown that 1.10-phenanthrolinate copper (II) is the most active catalyst of delignification accelerating the process resulting from rate constant increase up to 15 – 28 times (depending on the process conditions and type of delignification material) at charge of ligand and central ion of 0,50 and 0,05% correspondingly of the dry wood mass.