Свіщова Яна

к.хім.н., завідувач кафедри

Будвицька Олена

викладач

Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва

м. Харків

АДСОРБЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ ПОШКОДЖЕНОЇ ТА НЕПОШКОДЖЕНОЇ ДЕРЕВИНИ ДО КАТІОННИХ ФОРМ ЦІАНІНОВИХ БАРВНИКІВ

В рамках продовження вивчення різнорідної асоціації заряджених форм барвників з природними поліелектролітами, досліджено взаємодію ціанінового барвника пінаціанол хлорида (ПНЦ) з пошкодженою та непошкодженою деревиною сосни звичайної.

ПНЦ існує в катіонній формі, що не змінює свої спектральні характеристики в доволі широкому діапазоні рН: 3÷10 [1]. Вивчено рН водневих витяжок деревини методом холодної екстракції [2]. Для пошкодженої деревини значення рН дорівнювало 5,7, для непошкодженої -  5,5, що співпадає з даними роботи  [3]. Таким чином, рН водних екстрактів деревини не буде впливати на спектральні властивості ПНЦ. Підвищення кислотності при пошкоджені деревини пояснюють появою карбоксильних груп при окиснюваной деструкції целюлози в наслідок старіння. В наших дослідженнях значення рН екстрактів розрізнюються лише на 0,2 одиниці, таким чином, усі спектральні зміни не будуть зв’язані з окиснюваной деструкцієй целюлози. 

ПНЦ завдяки планарній будові та делокалізації заряду легко утворює однорідні асоціати. Так на рівні концентрацій 7∙10^-7 моль/л спостерігається поява димерів, а при концентрації 1∙10^-3 моль/л описано існування Н-агрегатів. Кожна з асоційованих форм характеризується власною смугою поглинання: для мономерної форми смуга поглинання ─ λ_mаx= 600нм, так звана α-смуга, для дімерної - λ_mаx= 550 нм (β-смуга), для Н-агрегатів ─λ_mаx= 510 нм (γ-смуга) [4]. Введення протилежно заряджених штучних поліелектролітів (ПЕЛ) підвищує ефективність утворення однорідних асоціатів, що пов’язано зі зближенням молекул барвника за рахунок їх адсорбції на поверхні ПЕЛ, зниженням відштовхування однакових зарядів за рахунок нейтралізації, та підсиленням дисперсійних взаємодій [5].

Кінетичні данні свідчать, що вже після  5 хвилин витримування деревини спостерігається адсорбція барвника. У випадку пошкодженої деревини, зміна інтенсивності поглинання складає 25 %, тоді як для непошкодженої деревини такий показник складає 50-60 % в залежності від ступеня пошкодження деревини. Зниження оптичної густини розчину спостерігали автори роботи [6] при вивченні взаємодії катіону тіазінового барвника метиленового блакитного з чистим препаратом лігніна.

Це може бути пов’язане з більш інтенсивною адсорбцією барвника на поверхні, що містить лігнін. Лігнін та целюлоза мають схожі функціональні групи, але на відміну від целюлози лігнін має розгалужену полімерну будову, що сприяє адсорбції органічних молекул за рахунок дисперсійної взаємодії.

Література

1. Шаповалов С.А. Взаимодействие анионов ксиленолового оранжевого с катионом пинацианола в водном растворе / С.А. Шаповалов, Я.А. Свищева // Вісник Харків. нац. ун-ту. Сер. Хімія. − 2012. − Вип. 21(44), №1026. − С. 9 – 11.
2. Целлюлоза, бумага, картон. Метод определения величины рН водной витяжки. ГОСТ 12523-77.
3. Рязанова, Т. В. Химия древесины, Ч.1 Строение и свойства древесины. Экстрактивные вещества: учебное пособие для студентов вузов / Т. В. Рязанова, Н. А. Чупрова, Е. В. Исаева. – Красноярск: СибГТУ, 2011. – 160 с.

4. Шаповалов С.А. Особенности ассоциации катионных форм пинацианола с противоионами в водном рас творе / С.А. Шаповалов, Я.А. Свищева // Вісник ХНУ ім. Каразіна. Хімія. – 2000. - №477, Вип. 5(28). – с. 112-116.

5. Ищенко А.А. Строение и спектрально-люминесцентные свойства полиметиновых красителей / А.А. Ищенко. – К.: Наукова думка, 1994. – 232с.

6. Мамлеева Н.А. Асоциация лигнина з метиленовым голубым в водних растворах / Н.А. Мамлеева, Т.Р. Писарева, В.В. Лунин // Ж. физ. хим. – 1994. – т.69, №3. – с. 504-509.