Роль аммиака в деструкции полипропиленкарбоната в условиях ускоренного компостирования

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Сополимеризацией рацемического пропиленоксида и диоксида углерода под действием саленового комплекса кобальта и хлорида бис-(трифенилфофсин)иминия) синтезирован атактический поликарбонат с содержанием карбонатных звеньев выше 99%. Изучена его биодеструкция в условиях ускоренного компостирования. Показано, что аммиак является основным абиотическим деградантом при компостировании полипропиленкарбоната. При этом деструкция полимера протекает с невысокой скоростью, сопровождается постепенным уменьшением его молекулярной массы и приводит к образованию пропиленгликоля.

全文:

受限制的访问

作者简介

Е. Черникова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук

编辑信件的主要联系方式.
Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва; Москва

Е. Трофимчук

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

В. Миронов

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

К. Ефремова

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

А. Плуталова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

Е. Лысенко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

А. Асаченко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва; Москва

С. Ржевский

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

М. Топчий

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

И. Белецкая

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: chernikova_elena@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

参考

  1. Pilapitiya P.G.C.N.T., Ratnayake A.S. // Cleaner Mater. 2024. V. 11. № 100220.
  2. Chamas A., Moon H., Zheng J., Qiu Y., Tabassum T., Jang J.H., Abu-Omar M., Scott S.L., Suh S. // ACS Sust. Chem. Eng. 2020. V. 8. № 9. P. 3494.
  3. Dey S., Veerendra G.T.N., Babu P.S.S.A., Manoj A.V.P., Nagarjuna K. //Biomed. Mater. Devices. 2024. V. 2. P. 70.
  4. Li Y., Tao L., Wang Q., Wang F., Li G., Song M. // Env. Health. 2023. V. 1. № 4. P. 249.
  5. Hussain M.A., Mishra S., Agrawal Y., Rathore Y. D. , Chokshi N.P. // Interactions. 2024. V. 245. № 126.
  6. Harkal V.A., Deshmukh S. P. // GSC Bio. Pharm. Sci. 2023. V. 25. № 2. P. 107.
  7. Shen M., Song B., Zeng G., Zhang Y., Huang W., Wen X., Tang W. //Env. Pollution, 2020. V. 263. Pt A. № 114469.
  8. Qin Y., Wang X. // Biotech. J. 2010. V. 5, P. 1164.
  9. G Luinstra.A., Borchardt E. // Adv. Polym. Sci. 2012. V. 245. Р. 29.
  10. Qin Y., Wang X. // In Green Chemistry and Chemical Engineering/Ed. by B.Han, T.Wu. New York: Springer, 2019. P. 323.
  11. Kernbichl S., Rieger B. // In Engineering Solutions for CO2 Сonversion/Ed. by T.R.Reina, H.Arellano-Garcia, J.A.Odriozola. Weinheim: Wiley‐VCH, 2021. Ch. 16. P. 385.
  12. Li X., Meng L., Zhang Y., Qin Z., Meng L., Li C., Liu M. // Polymers. 2022. V. 14. Art. 2159.
  13. Chernikova E.V., Beletskaya I.P. // Russ. Chem. Rev. 2024. V. 93. № 2. RCR5112.
  14. Inoue S., Koinuma H., Tsuruta T. // Makromol. Chem. 1969. V. 130. № 1. P. 210.
  15. Demirel Y. // J. Chem. Eng. Proc. Technol. 2015. V. 6 (3). Art. 1000236.
  16. Global Polypropylene Carbonate (PPC) Market Insights, Forecast to 2030, 2024; https://reports.valuates.com/market-reports/QYRE-Auto-28M476/global-polypropylene-carbonate-ppc
  17. Bora D., Dutta H., Saha B., Reddy Y.A.K., Patel R., Verma S.Kr., Sellamuthu P.S., Sadiku R., Jayaramudu J. // Mater. Today Commun. 2023. V. 37. Art.107304.
  18. Muthuraj R., Mekonnen T. // Macromol. Mater. Eng. 2018. Art.1800366.
  19. Bahramian B., A. Fathi, Dehghani F. // Polym. Degrad. Stab. 2016. V. 133. P. 174.
  20. Varghese J.K., Na S.J., Park J.H., Woo D., Yang I., Lee B.Y. // Polym. Degrad. Stab. 2010. V. 95. № 6. P. 1039.
  21. Jung J.H., Ree M., Kim H. // Catalysis Today. 2006. V. 115. № 1–4. P. 283.
  22. Kawaguchi T., Nakano M. , Juni K. , Inoue S. , Yosida Y. // Chem. Pharm. Bull. 1983. V. 31. № 4. P. 1400.
  23. Du L. C., Meng Y. Z., Wang S. J., Tjong S.C. // J. Appl. Polym. Sci. 2004. V. 92. № 3. P. 1840.
  24. Szymanek I., Cvek M., Rogacz D., Żarski A., Lewicka K., Sedlarik V., Rychter P. // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25. № 653.
  25. Tran T.N., Mai B.T., Setti C., Athanassiou A. // ACS Appl. Mater. Interf. 2020. V. 12. № 41. P. 46667.
  26. Hwang Y., Ree M., Kim H. // Catalysis Today. 2006. V. 115. № 1–4. P. 288.
  27. M Beck-Broichsitter. // Polym. Degrad. Stab. 2020. V. 177. Art. 109186.
  28. Luinstra G.A. // Polym. Rev., 2008. V. 48. P. 192.
  29. Yang H.-S., Cho W. Y., Seo Y. H., Chae J.-H., Lee P. C., Lee B. Y., Lee I.-H. // J. Polym. Sci. 2024, 1. https://doi.org/10.1002/pol.20240529
  30. Wang L., Li Y., Yang J., Wu Q., Liang S., Liu Z. // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25. Art. 2938.
  31. Artham T., Doble M. // Macromol. Biosci. 2008. V. 8. P. 14.
  32. Trofimchuk E., Ostrikova V., Ivanova O., Moskvina M., Plutalova A., Grokhovskaya T., A Shchelushkina., Efimov A., Chernikova E., Zhang S., Mironov V. // Polymers, 2023. V. 15. Art. 4017.
  33. Rzhevskiy S.A., Shurupova O.V., Asachenko A.F., Plutalova A.V., Chernikova E.V., Beletskaya I.P. // Int. J. Mol. Sci. 2024, V. 25. Art. 10946.
  34. V. Mironov, E. Trofimchuk, A. Plutalova // Bioresource Techn. 2024. V. 410. Art.131288.
  35. Rzhevskiy S.A., Shurupova O.V., Asachenko A.F., Belov N.M., Plutalova A.V., Trofimchuk E.S., Toms R.V., Chernikova E.V., Beletskaya I.P. // Mendeleev Commun. 2024. V. 34. № 6. P. 878.
  36. Mironov V.V., Trofimchuk E.S., Zagustina N.A. , Ivanova O.A., Vanteeva A.V., Bochkova E.A., Ostrikova V.V., Zhang S. // Appl. Biochem. Microbiol. 2022. V. 58. P. 665.
  37. Driver J.G., Owen R.E., Makanyire T., Lake J.A., McGregor J., Styring P. // Front. Energy Res. 2019. V. 7. № 88.
  38. Mani F., Peruzzini M., Stoppioni P. // Green Chem. 2006. V. 8. P. 995.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Samples of PPK in porous sponges (a) and as part of a compost mixture from food waste (b) in a biodegradation experiment in reaction vessels. Colour figures can be viewed in the electronic version

下载 (605KB)
索引源数据
3. Fig. 2. MMR curves of polypropylene carbonate: 1 - initial (P1); 2 - pressed at 130 °C (P2); 3, 4 - P2 after composting for 7 (3) and 28 days (4)

下载 (93KB)
索引源数据
4. Fig. 3. 1H NMR (a) and 13C NMR (b) spectra of PPK in CDCl3; 1 - P1, 2 - P2

下载 (203KB)
索引源数据
5. Scheme 1

下载 (51KB)
索引源数据
6. Fig. 4. Dynamics of changes in composting parameters in the experiment to study biodegradation of PPC in food waste: temperature inside the chamber (1) and environment (2) (a), CO2 (b), H2S (c), mass fraction of moisture in the substrate (d), N-NH4 content in the substrate (1) and condensate (2) (e); pH of the substrate (f), content (g) and composition of volatile organic compounds (VOCs) in the condensate (h)

下载 (471KB)
索引源数据
7. Fig. 5. 1H NMR spectra of polypropylene carbonate in CDCl3 after composting for 7 (a) and 28 days (b)

下载 (382KB)
索引源数据
8. Fig. 6. Photographs of the PPK sample before (a) and after composting for 7 (b), 15 (c) and 28 days (d)

下载 (885KB)
索引源数据
9. Fig. 7. SEM micrographs of the surfaces of ACC samples before (a) and after composting for 7 (b) and 28 days (c). The arrow indicates microbial accumulation

下载 (703KB)
索引源数据
10. Fig. 8. Integral (a) and differential (b) TGA curves of MPC samples before (1) and after composting for 7 (2) and 28 days (3), and after incubating MPC for 7 days in water at 65 °C (4) or over 10% ammonia solution at room temperature (5)

下载 (173KB)
索引源数据
11. Fig. 9. MMR curves of PPK film before (1) and after treatment with water at 65 °C (2) and ammonia for 7 days at 25 °C (3) and 12 h at 100 °C (4)

下载 (82KB)
索引源数据
12. Fig. 10. SEM micrographs of the surface of the RPC sample after incubation for 7 days in water at 65 °C (a) or over 10% ammonia solution at room temperature (b).

下载 (521KB)
索引源数据
13. Fig. 11. 1H NMR spectrum of the solution under experimental conditions with H2O signal suppression: a - heating at 70 °C for 5 h; b - comparison of signals in the region of 1.5-2.2 m.d. after heating at 70 °C for 5 (1), 20 h (2), and additional heating at 100 °C for 12 h (3)

下载 (223KB)
索引源数据
14. Fig. 12. 1H NMR spectrum in D2O of the product of heating PPK in aqueous ammonia solution at 70°C for 5 h in the absence (a) and presence (b) of ammonium carbonate additive

下载 (206KB)
索引源数据
15. Scheme 2

下载 (93KB)
索引源数据
16. Scheme 3

下载 (86KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024