Skip to main content
Erschienen in: Polymer Science, Series B 5/2021

01.09.2021 | NATURAL POLYMERS

Determination of Lignin Content in Plant Materials Using Solid-State 13C NMR Spectroscopy

verfasst von: S. G. Kostryukov, P. S. Petrov, V. A. Kalyazin, Yu. Yu. Masterova, V. S. Tezikova, N. A. Khluchina, L. Ya. Labzina, D. Kh. Alalvan

Erschienen in: Polymer Science, Series B | Ausgabe 5/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The article shows the possibilities of solid-state (СP MAS) 13С NMR spectroscopy for determination of lignin content in a wide range of lignocellulosic materials: wood of various tree species and plant waste. The analysis is based on the use of the dependences of the integral intensity of 13C NMR signals due to aromatic or methoxy carbon atoms of lignin on its percentage in mixtures with cellulose. The lignin content obtained by 13С NMR spectroscopy is in good agreement with the published data and the results obtained using acid hydrolysis of the corresponding samples of lignocellulosic biomaterials.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat C. Somerville, H. Youngs, C. Taylor, S. C. Davis, and S. P. Long, Science 329 (5993), 790 (2010).PubMedCrossRef C. Somerville, H. Youngs, C. Taylor, S. C. Davis, and S. P. Long, Science 329 (5993), 790 (2010).PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat H. Wang, Y. Pu, A. Ragauskas, and B. Yang, Bioresour. Technol. 217, 449 (2018). H. Wang, Y. Pu, A. Ragauskas, and B. Yang, Bioresour. Technol. 217, 449 (2018).
3.
Zurück zum Zitat H. R. Amaral, D. F. Cipriano, M. S. Santos, M. A. Schettino, J. V. T. Ferreti, C. S. Meirelles, V. S. Pereira, A. G. Cunha, F. G. Emmerich, and J. C. C. Freitas, Carbohydr. Polym. 210, 127 (2019).PubMedCrossRef H. R. Amaral, D. F. Cipriano, M. S. Santos, M. A. Schettino, J. V. T. Ferreti, C. S. Meirelles, V. S. Pereira, A. G. Cunha, F. G. Emmerich, and J. C. C. Freitas, Carbohydr. Polym. 210, 127 (2019).PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat H. Long, X. Li, H. Wang, and J. Jia, Renewable Sustainable Energy Rev. 26, 344 (2013).CrossRef H. Long, X. Li, H. Wang, and J. Jia, Renewable Sustainable Energy Rev. 26, 344 (2013).CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A. Limayem and S. C. Ricke, Prog. Energy Combustion Sci. 38, 449 (2012).CrossRef A. Limayem and S. C. Ricke, Prog. Energy Combustion Sci. 38, 449 (2012).CrossRef
6.
Zurück zum Zitat K. G. Burra and A. K. Gupta, “Thermochemical Reforming of Wastes to Renewable Fuels,” in Energy for Propulsion. Green Energy and Technology, Ed. by A. Runchal, A. Gupta, A. Kushari, A. De, and S. Aggarwal (Springer, Singapore, 2018), pp. 395–428. K. G. Burra and A. K. Gupta, “Thermochemical Reforming of Wastes to Renewable Fuels,” in Energy for Propulsion. Green Energy and Technology, Ed. by A. Runchal, A. Gupta, A. Kushari, A. De, and S. Aggarwal (Springer, Singapore, 2018), pp. 395–428.
7.
Zurück zum Zitat J. C. Solarte-Toro, J. A. González-Aguirre, J. A. Poveda Giraldo, and C. A. Cardona Alzate, Renewable Sustainable Energy Rev. 136, 110376 (2021).CrossRef J. C. Solarte-Toro, J. A. González-Aguirre, J. A. Poveda Giraldo, and C. A. Cardona Alzate, Renewable Sustainable Energy Rev. 136, 110376 (2021).CrossRef
9.
Zurück zum Zitat L. Dai, Y. Wang, Y. Liu, C. He, R. Ruan, Z. Yu, L. Jiang, Z. Zeng, and Q. Wu, Sci. Total. Environ. 749, 142386 (2020).PubMedCrossRef L. Dai, Y. Wang, Y. Liu, C. He, R. Ruan, Z. Yu, L. Jiang, Z. Zeng, and Q. Wu, Sci. Total. Environ. 749, 142386 (2020).PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat H. Kim, S. Lee, B. Lee, J. Park, H. Lim, and W. Won, Fuel 287, 119369 (2021).CrossRef H. Kim, S. Lee, B. Lee, J. Park, H. Lim, and W. Won, Fuel 287, 119369 (2021).CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat V. I. Markin, M. Yu. Cheprasova, and N. G. Bazarnova, Russ. J. Bioorg. Chem. 41, 686 (2015).CrossRef V. I. Markin, M. Yu. Cheprasova, and N. G. Bazarnova, Russ. J. Bioorg. Chem. 41, 686 (2015).CrossRef
13.
Zurück zum Zitat R. Singh, A. Shukla, S. Tiwari, and M. Srivastava, Renewable Sustainable Energy Rev. 32, 713 (2014).CrossRef R. Singh, A. Shukla, S. Tiwari, and M. Srivastava, Renewable Sustainable Energy Rev. 32, 713 (2014).CrossRef
14.
15.
Zurück zum Zitat L. H. S. Zobiole, W. D. Santos, E. Bonini, O. Ferrarese-Filho, R. J. Kremer, R. S. de Oliveira, and J. Constantin, in Lignin: Properties and Applications in Biotechnology and Bioenergy, Ed. by R. J. Paterson (Nova Science Publ., U. S. A., 2012), Chap. 14, p. 419. L. H. S. Zobiole, W. D. Santos, E. Bonini, O. Ferrarese-Filho, R. J. Kremer, R. S. de Oliveira, and J. Constantin, in Lignin: Properties and Applications in Biotechnology and Bioenergy, Ed. by R. J. Paterson (Nova Science Publ., U. S. A., 2012), Chap. 14, p. 419.
16.
Zurück zum Zitat X. Tian, Z. Fang, R. L. Smith, Z. Wu, and M. Liu, in Production of Biofuels and Chemicals from Lignin, Ed. by Z. Fang and R.L. Smith, Jr. (Springer, Singapore, 2016), p. 3. X. Tian, Z. Fang, R. L. Smith, Z. Wu, and M. Liu, in Production of Biofuels and Chemicals from Lignin, Ed. by Z. Fang and R.L. Smith, Jr. (Springer, Singapore, 2016), p. 3.
17.
Zurück zum Zitat D. Kai, M. J. Tan, P. L. Chee, Y. K. Chua, Y. L. Yap, and X. J. Loh, Green Chem. 18, 1175 (2016).CrossRef D. Kai, M. J. Tan, P. L. Chee, Y. K. Chua, Y. L. Yap, and X. J. Loh, Green Chem. 18, 1175 (2016).CrossRef
18.
Zurück zum Zitat S. Nanda, J. Mohammad, S. N. Reddy, J. A. Kozinski, and A. K. Dalai, Biomass Convers. Biorefin. 4, 157 (2014).CrossRef S. Nanda, J. Mohammad, S. N. Reddy, J. A. Kozinski, and A. K. Dalai, Biomass Convers. Biorefin. 4, 157 (2014).CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Z. Qin, X. De Wang, H. M. Liu, D. M. Wang, and G. Y. Qin, Bioresour. Technol. 262, 212 (2018).PubMedCrossRef Z. Qin, X. De Wang, H. M. Liu, D. M. Wang, and G. Y. Qin, Bioresour. Technol. 262, 212 (2018).PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat S. G. Kostryukov and P. S. Petrov, Khim. Rastit. Syr’ya, No. 4, 7 (2020). S. G. Kostryukov and P. S. Petrov, Khim. Rastit. Syr’ya, No. 4, 7 (2020).
22.
Zurück zum Zitat J. C. C. Freitas, T. J. Bonagamba, and F. G. Emmerich, Carbon 39, 535 (2001).CrossRef J. C. C. Freitas, T. J. Bonagamba, and F. G. Emmerich, Carbon 39, 535 (2001).CrossRef
23.
Zurück zum Zitat F. A. Perras, H. Luo, X. Zhang, N. S. Mosier, M. Pruski, and M. M. Abu-Omar, J. Phys. Chem. A 121, 623 (2017).PubMedCrossRef F. A. Perras, H. Luo, X. Zhang, N. S. Mosier, M. Pruski, and M. M. Abu-Omar, J. Phys. Chem. A 121, 623 (2017).PubMedCrossRef
24.
25.
Zurück zum Zitat D. F. Cipriano, G. R. Goncalves, A. G. Cunha, M. A. Schettino, L. S. Chinelatto, S. M. C. Menezes, and J. C. C. De Freitas, Rev. Virtual Quim. 12, 639 (2020).CrossRef D. F. Cipriano, G. R. Goncalves, A. G. Cunha, M. A. Schettino, L. S. Chinelatto, S. M. C. Menezes, and J. C. C. De Freitas, Rev. Virtual Quim. 12, 639 (2020).CrossRef
26.
Zurück zum Zitat L. Fu, S. A. McCallum, J. Miao, C. Hart, G. J. Tudryn, F. Zhang, and R. J. Linhardt, Fuel 141, 39 (2015).PubMedCrossRef L. Fu, S. A. McCallum, J. Miao, C. Hart, G. J. Tudryn, F. Zhang, and R. J. Linhardt, Fuel 141, 39 (2015).PubMedCrossRef
27.
Zurück zum Zitat C. Sievers, T. Marzialetti, T. J. C. Hoskins, M. B. Valenzuela Olarte, P. K. Agrawal, and C. W. Jones, Bioresour. Technol. 100, 4758 (2009).PubMedCrossRef C. Sievers, T. Marzialetti, T. J. C. Hoskins, M. B. Valenzuela Olarte, P. K. Agrawal, and C. W. Jones, Bioresour. Technol. 100, 4758 (2009).PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat J. F. Haw, G. E. Maciel, and H. A. Schroeder, Anal. Chem. 56, 1323 (1984).CrossRef J. F. Haw, G. E. Maciel, and H. A. Schroeder, Anal. Chem. 56, 1323 (1984).CrossRef
29.
Zurück zum Zitat X. Gao, D. D. Laskar, J. Zeng, G. L. Helms, and S. Chen, ACS Sustainable Chem. Eng. 3, 153 (2015).CrossRef X. Gao, D. D. Laskar, J. Zeng, G. L. Helms, and S. Chen, ACS Sustainable Chem. Eng. 3, 153 (2015).CrossRef
30.
Zurück zum Zitat D. F. Cipriano, L. S. Chinelatto, S. A. Nascimento, C. A. Rezende, S. M. C. de Menezes, and J. C. C. Freitas, Biomass Bioenergy 142, 105792 (2020).CrossRef D. F. Cipriano, L. S. Chinelatto, S. A. Nascimento, C. A. Rezende, S. M. C. de Menezes, and J. C. C. Freitas, Biomass Bioenergy 142, 105792 (2020).CrossRef
31.
32.
Zurück zum Zitat Tappi. T222 Om-02: Lignin in Wood and Pulp. TAPPI Test Methods (2006). Tappi. T222 Om-02: Lignin in Wood and Pulp. TAPPI Test Methods (2006).
33.
Zurück zum Zitat R. Liu, Y. Chen, and J. Cao, RSC Adv. 5, 76708 (2015). R. Liu, Y. Chen, and J. Cao, RSC Adv. 5, 76708 (2015).
34.
Zurück zum Zitat Y. Park, S.-K. Jang, J.-H. Park, S.-Y. Yang, H. Chung, Y. Han, Y.-S. Chang, I.-G. Choi, and H. Yeo, J. Wood Sci. 63, 635 (2017).CrossRef Y. Park, S.-K. Jang, J.-H. Park, S.-Y. Yang, H. Chung, Y. Han, Y.-S. Chang, I.-G. Choi, and H. Yeo, J. Wood Sci. 63, 635 (2017).CrossRef
35.
Zurück zum Zitat B. Kumar, N. Bhardwaj, K. Agrawal, V. Chaturvedi, and P. Verma, Fuel Proc. Technol. 199, 106244 (2020).CrossRef B. Kumar, N. Bhardwaj, K. Agrawal, V. Chaturvedi, and P. Verma, Fuel Proc. Technol. 199, 106244 (2020).CrossRef
37.
Zurück zum Zitat G. Gallina, Á. Cabeza, H. Grénman, P. Biasi, J. García-Serna, and T. Salmi, J. Supercrit. Fluids 133, 716 (2018).CrossRef G. Gallina, Á. Cabeza, H. Grénman, P. Biasi, J. García-Serna, and T. Salmi, J. Supercrit. Fluids 133, 716 (2018).CrossRef
38.
Zurück zum Zitat S. G. Kostryukov, S. V. Araslankin, and P. S. Petrov, Khim. Rastit. Syr’ya, No. 4, 31 (2017). S. G. Kostryukov, S. V. Araslankin, and P. S. Petrov, Khim. Rastit. Syr’ya, No. 4, 31 (2017).
39.
Zurück zum Zitat ACD/NMR Processor Academic Edition (n.d.). https://www.acdlabs.com. Cited 2021. ACD/NMR Processor Academic Edition (n.d.). https://​www.​acdlabs.​com.​ Cited 2021.
40.
Zurück zum Zitat W. Kolodziejski, J. S. Frye, and G. E. Maclel, Anal. Chem. 54, 1419 (1982).CrossRef W. Kolodziejski, J. S. Frye, and G. E. Maclel, Anal. Chem. 54, 1419 (1982).CrossRef
41.
Zurück zum Zitat J. Ralph, K. Lundquist, G. Brunow, F. Lu, H. Kim, P. F. Schatz, J. M. Marita, R. D. Hatfield, S. A. Ralph, J. H. Christensen, and W. Boerjan, Phytochem. Rev. 3, 29 (2004).CrossRef J. Ralph, K. Lundquist, G. Brunow, F. Lu, H. Kim, P. F. Schatz, J. M. Marita, R. D. Hatfield, S. A. Ralph, J. H. Christensen, and W. Boerjan, Phytochem. Rev. 3, 29 (2004).CrossRef
Metadaten
Titel
Determination of Lignin Content in Plant Materials Using Solid-State 13C NMR Spectroscopy
verfasst von
S. G. Kostryukov
P. S. Petrov
V. A. Kalyazin
Yu. Yu. Masterova
V. S. Tezikova
N. A. Khluchina
L. Ya. Labzina
D. Kh. Alalvan
Publikationsdatum
01.09.2021
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Polymer Science, Series B / Ausgabe 5/2021
Print ISSN: 1560-0904
Elektronische ISSN: 1555-6123
DOI
https://doi.org/10.1134/S1560090421050067

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2021

Polymer Science, Series B 5/2021 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.