ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 5
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР .......................................................................... 9
1.1. Строение лигнинов ........................................................................................... 9
1.2. Окисление лигнинов ....................................................................................... 13
1.2.1. Окисление лигнинов нитробензолом ...................................................... 14
1.2.2 Каталитическое окисление лигнинов кислородом ................................. 17
1.3. Влияние температуры на выход ароматических альдегидов в процессе каталитического окисления кислородом ............................................................. 22
1.4. Кинетические закономерности окисления лигнинов .................................. 24
1.5. Механизм окисления лигнинов ..................................................................... 27
1.6. Расход основных реагентов процесса каталитического окисления ........... 31
1.7. Влияние интенсивности массопереноса реагентов на скорость и селективность процесса каталитического окисления кислородом ................... 33
1.8 Заключение по литературному обзору .......................................................... 37
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .......................................................... 40
2.1. Используемое сырье и реактивы ................................................................... 40
2.2. Методы предварительного гидролиза субстратов ....................................... 41
2.3. Методика каталитического окисления кислородом .................................... 42
2.4. Методика каталитического окисления древесины сосны в три последовательные стадии ...................................................................................... 43
2.5. Методы анализа продуктов каталитического окисления и реакционной массы ....................................................................................................................... 44
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ............................................................ 47
3.1. Кислотный предгидролиз и каталитическое окисление древесины сосны .................................................................................................................................. 47
3.1.1. Влияние условий процесса предгидролиза на удаление гемицеллюлоз ............................................................................................................................... 48
3.1.2. Влияние условий предгидролиза на выход ванилина и расход NaOH в процессе окисления ............................................................................................ 49
3.1.3. Влияние предгидролиза на выход целлюлозы и лигнина в процессе окисления лигноцеллюлозы ............................................................................... 53
3.1.4. Стехиометрия процессов предгидролиза и окисления ......................... 54
3.1.5. Причины снижения расхода NaOH в результате предгидролиза ........ 55
3.2. Неоднородность лигнина в процессе образования ванилина ..................... 59
3.3. Дифференциация лигнина в результате кислотно-каталитического гидролиза ................................................................................................................. 62
3.4. Влияние интенсивности массопереноса на процесс каталитического окисления костры льна кислородом в ароматические альдегиды и целлюлозу .................................................................................................................................. 66
3.4.1. Окисление исходной костры льна ........................................................... 66
3.4.2. Окисление предгидролизованной костры льна ..................................... 68
3.4.3. Влияние объема реакционной массы в реакторе на скорость поглощения кислорода ....................................................................................... 71
3.4.4. Влияние скорости перемешивания на скорость поглощения кислорода ............................................................................................................................... 74
3.4.5. Влияние скорости вращения мешалки на динамику накопления ванилина ............................................................................................................... 79
3.4.6. Влияние загрузки щелочи и скорости перемешивания на выход ванилина и потребление кислорода в процессе окисления костры льна ...... 82
3.4.7. Влияние интенсивности массопереноса на фазовый состав катализатора в процессе каталитического окисления ..................................... 84
3.5. Сравнение результатов окисления различных лигнинсодержащих субстратов ............................................................................................................... 88
3.5.1. Каталитическое окисление коры кедра .................................................. 88
3.5.2. Каталитическое окисление лигнинов травянистых субстратов ........... 92
ВЫВОДЫ ................................................................................................................... 95
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................... 97
