Ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» разработали новый метод получения микрофибриллированной целлюлозы. Результаты исследования опубликованы в журнале «Химия растительного сырья», сообщает сайт Федерального исследовательского центра.
Перспективным направлением использования древесных отходов является их химическая переработка в целлюлозу и новые функциональные материалы, в том числе, в микрофибриллированную целлюлозу.
Благодаря своим уникальным свойствам — легкости, высокой пористости, нетоксичности, биосовместимости и биоразлагаемости — целлюлоза востребована в производстве аэрогелей, биокомпозитов, биоразлагаемых материалов, медицинских имплантов, создании композиционных армированных материалов на основе полимеров.
Однако растущий спрос на такой продукт сдерживается из-за основной нерешенной проблемы — высоких энергетических затрат при его получении.
Красноярские химики разработали новый экономичный и более экологичный метод получения целлюлозы. Он включает четыре основных стадии: удаление лигнина из древесной щепы в среде «уксусная кислота — вода» в присутствии сернокислотного катализатора, кислотный гидролиз, ультразвуковая обработка и лиофильная сушка целлюлозы. Для исследований был выбрана древесина ели.
«Ключевым моментом в получении микроцеллюлозы из древесины является процесс ее делигнификации, то есть удаления лигнина из древесины. Традиционные методы используют опасные серо- и хлорсодержащие делигнифицирующие реагенты, повышенное давление и большой расход воды. Мы предлагаем новый метод получения целлюлозы с использованием таких «зеленых» окислителей, как пероксид водорода и кислород», — подчеркнула один из авторов исследования Ольга Яценкова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии Красноярского научного центра СО РАН.
В дальнейшем ученые планируют максимальное использование ценных химических продуктов из древесной биомассы, а также применять экологически безопасные твердые кислотные катализаторы, которые могут использоваться повторно.