3 июл. 2025 г.
Исследователи из Красноярского научного центра СО РАН изучили, как меняется структура целлюлозы при переработке с твёрдыми кислотами. Это поможет создавать более экологичные и эффективные технологии производства биотоплива и химических продуктов. Результаты работы опубликованы в журнале Wood Science and Technology.
В чём суть?
Обычно целлюлозу перерабатывают с помощью серной кислоты, но это вредит окружающей среде и оборудованию. Учёные предложили использовать твёрдые кислотные катализаторы — их можно применять многократно, они не вызывают коррозии и меньше загрязняют среду.
Что выяснили ученые?
Катализаторы с сильными и слабыми кислотными свойствами работают по-разному.
Amberlyst-15 (сильный катализатор) лучше разрушает кристаллическую часть целлюлозы.
Sib450 (слабый катализатор) в основном расщепляет аморфные участки, повышая кристалличность.
Ключевую роль играет двойной электрический слой, который образуется у поверхности катализатора в воде.
Почему это важно?
Традиционные методы переработки целлюлозы (например, в производстве этанола) создают много отходов. Новый подход может сделать процесс чище, дешевле и эффективнее.
Подробности от ученых
«Известно, что твёрдые кислоты имеют высокую эффективность в гидролизе целлюлозы, но было неочевидно, как могут взаимодействовать между собой твёрдые частицы целлюлозы и кислотного катализатора. Ранее мы провели теоретические исследования, в которых показали ведущую роль способности твёрдых кислот формировать у своей поверхности в воде двойной электрический слой. Это широко известное явление для каталитических процессов с использованием твёрдых кислот до нас учёные ещё не рассматривали», — рассказала руководитель исследования заведующая лабораторией Института химии и химической технологии СО РАН Оксана Таран.
«Нам доступны современные методы исследования материалов, которые позволили детально и глубоко разобраться в изменениях, происходящих в целлюлозе при гидролизе с твёрдыми кислотами, и выяснить, как устроен каталитический процесс на молекулярном уровне», — поделился соавтор исследования младший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Виктор Голубков.
Исследование открывает путь к «зелёным» технологиям переработки биомассы.
Источник фото: https://ksc.krasn.ru/upload/iblock/631/xo9tf0gtl6yfy11k9o57hcc46a4h2ld9.JPG
Личный кабинет