Порівняльна характеристика якісного стану гумусових речовин цілинних грунтів і сільськогосподарських угідь методом десорбційної мас-спектрометрії

  • B. B. Palyanytsya Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
  • M. F. Berejnia Національний аграрний університет біоресурсів і природокористування України
  • O. L. Tonkha Національний аграрний університет біоресурсів і природокористування України
  • K. Laszlo Будапештський університет технології та економіки
  • A. Menihard Будапештський університет технології та економіки
  • A. Toth Будапештський університет технології та економіки
  • O. O. Dudik Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
  • T. V. Cherniavska Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
  • T. V. Kulik Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України

Анотація

В роботі проведено порівняльне дослідження термічних перетворень зразків лігніну і грунту методами термогравіметричного аналізу та термопрограмованої десорбційної мас-спектрометрії. Встановлено, що термічний розклад лігніну відбувається в три основні стадії. Ідентифіковано основні стадії і продукти термолізу лігніну. Перша стадія (Тмакс=300°С) пов'язана з термічними перетвореннями периферійних полісахаридних фрагментів лігніну. Друга стадія (Тмакс=335°С) обумовлена десорбцією в молекулярній формі структурних елементів лігніну в результаті процесів деполімеризації фенолпропаноїдних полімерних блоків лігніну. Третя стадія (Тмакс=370°С) пов'язана з більш глибокою деструкцією лігніну і характеризується десорбцією в молекулярній формі менших структурних блоків (m/z 110, пірокатехін). Проаналізовано криві залежності тиску від температури термолізу зразків грунту. Ідентифіковано основні продукти та стадії термолізу грунту. Цікавим виявився факт ідентичності якісного складу мас-спектрів досліджених грунтів, як цілинних і сільськогосподарських угідь, так і зразків грунту з різною глибиною горизонту.

Посилання

Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во Моск. ун-та – 1992.  – 400 с.

Shindo H., Marumoto T., Higashi T. Behavior of phenolic substances in the decaying process of plants // Soil Sci. Plant Nutr. 1979. V. 25, № 2. P. 591-600.

Yang H., Yan R., Chen H., Lee D. H., Zheng Ch. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis // Fuel.  2007. V. 86, № 12-13. P. 1781-1788.

 Lignins: occurrence, formation, structure and reactions / Eds. K.V. Sarkanen,  C.H. Ludwig. – N. Y. : Wiley Interscience, 1971. P. 116–150.

Gross R., Kumar A., Kalra B. Polymer synthesis by in vitro enzyme catalysis // Chem. Rev. – 2001. – V. 101, № 7. – P. 2097-2124.

Burton S. Oxidizing enzymes as biocatalyst // Trends Biotechnol. – 2003. – V. 21 P. 543–549.

Kupriyanovich Yu.N., Medvedeva S.A., Rokhin A.V., Kanitskaya L.V. Regioselectivity of ferulic acid polymerization catalyzed by oxidases // Russian J. Bioorg. Chem. – 2007. – V. 33, № 5. – P. 516-522.

Gandini A. The irruption of polymers from renewable resources on the scene of macromolecular science and technology // Green Chem. – 2011. – V. 13. – P. 1061–1083.

Corma A., Iborra S., Velty A. Chemical routes for the transformation of biomass into chemicals // Chem. Rev. – 2007. – V. 107, № 6. – P. 2411–2502.

Ben H., Ragauskas A.J. Pyrolysis of kraft lignin with additives // Energy and Fuels. – 2011. – V. 25, № 10. – P. 4662-4668.

Chang-Graham A.L., Profeta L. T. M., Johnson T. J., Yokelson R. J., Laskin A., Laskin J. Case study of water-soluble metal containing organic constituents of biomass burning aerosol // Environ. Sci. Technol. – 2011. – V. 45, № 4. – P. 1257–1263.

Bateman A.P., Nizkorodov S.A., Laskin J., Laskin A. High-resolution electrospray ionization mass spectrometry analysis of water-soluble organic aerosols collected with a particle into liquid sampler // Anal. Chem. – 2010. – V. 82, № 19. – P. 8010–8016.

Кулик Т.В., Галаган Н.П., Покровський В.О. Мас-спектрометричне дослідження термолізу цукрів // Фармацевт. журн. – 1997. – №2. – С.76-79.

Кулик Т.В. Масс-спектрометрия углеводных фрагментов – терминальных групп рецепторных молекул в адсорбированном на поверхности высокодисперсного кремнезема и конденсированном состояниях: Дис. … канд. хим. наук. – К., 2000. – 135 с.

Белякова Л.А., Варварин А.М., Хора О.В., Паляница Б.Б., Кулик Т.В. Термодеструкция соединений включения “b-циклодекстрин-бензолкарбоновая кислота” // Масс-спектрометрия. – 2009. – Т. 6, № 1. – С. 47-52.

SDBSWeb: http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/ National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (date of access 27.05.2012)

Каталог сокращенных масс-спектров / Под ред. А.М. Колчина. – Новосибирск: Наука, 1981. – 187 c.

Хмельницкий Р.А. Современные методы исследования агрономических объектов. –  М.: Высш. шк., 1981. 256 с.

Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. – М.: Бином, 2003. 493 с.

Заикин В.Г. Масс-спектрометрия синтетических полимеров. – М.: ВМСО, 2009. 332 с.

Kulik T.V., Barvinchenko V.N., Palyanytsya B.B., Lipkovska N.A., Dudik O.O. Thermal transformations of biologically active derivatives of cinnamic acid by TPD MS investigation // J. Anal. Appl. Pyrolysis. –  2011. – V. 90, № 2. – P. 219-223.

Kulik T.V., Lipkovska N.A., Barvinchenko V.N., Palyanytsya B.B., Kazakova O.A., Dovbiy O.A., Pogorelyi V.K. Interactions between bioactive ferulic acid and fumed silica by UV-VIS spectroscopy, FT-IR, TPD MS investigation and quantum chemical methods // J. Col. Interface Sci. – 2009. – V. 339, № 1. – P. 60-68.

Опубліковано
2012-09-04
Як цитувати
Palyanytsya, B. B., Berejnia, M. F., Tonkha, O. L., Laszlo, K., Menihard, A., Toth, A., Dudik, O. O., Cherniavska, T. V., & Kulik, T. V. (2012). Порівняльна характеристика якісного стану гумусових речовин цілинних грунтів і сільськогосподарських угідь методом десорбційної мас-спектрометрії. Поверхня, (4(19), 174-185. вилучено із http://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/483
Розділ
Фізико-хімія поверхневих явищ