КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 26-23-20150
НазваниеДизайн водорастворимых производных лигнина для создания функциональных поверхностно-активных веществ
Руководитель Голубков Виктор Александрович
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" , Красноярский край
Конкурс №120 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-103 - Синтез, строение и свойства природных и физиологически активных веществ; медицинская химия и прогнозирование различных видов биоактивности
Ключевые слова лигнин, растительная биомасса, биорефайнинг, поверхностно-активные вещества, сульфатирование, азосочетание, окисление
Код ГРНТИ61.57.31
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В условиях перехода к устойчивому развитию и "зеленой" экономике особую актуальность приобретает поиск возобновляемых и биоразлагаемых альтернатив невозобновляемому сырью для синтеза промышленно значимых продуктов. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой одну из таких целевых групп, в настоящее время их получают преимущественно из нефти. Как перспективная возобновляемая платформа для создания новых функциональных ПАВ рассматривается лигнин. Это один из наиболее распространенных природных ароматических полимеров и основной компонент лигноцеллюлозной биомассы. Однако лигнин нерастворим в воде и требует целенаправленной химической модификации для придания ему заданных свойств: растворимости в воде и поверхностной активности. Создание научно-технических основ синтеза и эксплуатации ПАВ на основе водорастворимых производных лигнина позволит устойчиво использовать возобновляемое сырьё в производстве «зеленых» ПАВ для нефтедобычи, сельского хозяйства, угольной промышленности.
В настоящее время в качестве ПАВ используются только лигносульфонаты – отход целлюлозо-бумажной промышленности. Лигносульфонаты не являются целевым продуктом, поэтому при существующих технологических процессах сульфитной варки происходит образование неоднородных по структуре продуктов с непрогнозируемыми функциональными свойствами. Систематический подход к дизайну водорастворимых производных лигнина с заданными функциональными характеристиками в настоящее время отсутствует.
Проект направлен на разработку фундаментальных основ направленного синтеза водорастворимых производных лигнина с предсказуемыми поверхностно-активными свойствами. Планируется системное исследование зависимости функциональных характеристик ПАВ (поверхностное натяжение растворов, критическая концентрация мицеллообразования) от природа вводимых в макромолекулу лигнина гидрофильных (сульфатных, сульфоновых и карбоксильных) групп, их количества и структуры. Планируется использование современных методов анализа для установления связей "структура-свойство".
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будет установлена зависимость «структура-свойство» между химическим строением модифицированного лигнина и его функциональными характеристиками как ПАВ и разработаны методы направленного синтеза водорастворимых производных лигнина с контролируемой степенью и типом функционализации. Результаты могут быть использованы в нефтедобыче, разработке составов для подавления угольной пыли, создания «зеленых» моющих средств и эмульгаторов. Проект способствует импортозамещению синтетических ПАВ в стратегических отраслях промышленности.