Catalase activity of natural and synthesized on technical cellulosesilicon dioxide
Authors: Шаповалова И.О. , Вураско А.В. , Агеев М.А. 
Published: June 2021

Дана оценка влияния свойств природного и синтезированного на технической целлюлозе из рисовой и овсяной шелухи диоксида кремния на каталазную активность диоксидсодержащих материалов. Техническую целлюлозу из шелухи получали окислительно-органосольвентным способом. Закрепление диоксида кремния на целлюлозе проводили золь-гель методом с применением тетраэтоксисилана. Свойства полученных диоксидсодержащих материалов оценивали: рентгеноструктурным анализом, методом тепловой десорбции азота, эмиссионным спектральным анализом с индукционно-связанной плазмой. Каталазную активность диоксидсодержащих материалов оценивали по модельной реакции разложения Н2О2. В ходе работы получены образцы целлюлозы: из рисовой шелухи с содержании зольного остатка от 0,3 до 33,5%; из овсяной и рисовой шелухи без содержания минеральных компонентов. Золь-гель методом получены материалы с содержанием синтетического диоксида кремния от 0 до 47,2% на основе рисовой шелухи и от 0 до 44,3% на основе овсяной шелухи. Установлено, что количество закрепленного диоксида кремния золь-гель методом не зависит от природы технической целлюлозы. Диоксид кремния остающийся в технической целлюлозе находится в аморфном состоянии. Максимум удельной поверхности (20,4 м2/г) достигается при предельном содержанием диоксида кремния (30,3%). Синтезированный на технической целлюлозе золь-гель методом диоксид кремния находится в кристаллическом состоянии, при этом максимальная удельная поверхность составляет для диоксидсодержащего материала на основе ОШ 18,5 м2/г, а для диоксидсодержащего материала на основе РШ 15,7 м2/г); Выявлено, что каталазной активностью обладает диоксидсодержащий материал с природным диоксидом кремния. Такой каталазный эффект можно объяснить наличием примесей в виде металлов, которые накапливаются в минеральном компоненте растительного сырья при вегетации. Образцы целлюлозы с синтезированным диоксидом кремния каталазной активностью не обладают, независимо от удельной поверхности и содержания SiO2.

The influence of the properties of natural and synthesized silicon dioxide on technical cellulose from rice and oat husks on the catalase activity of dioxidecontaining materials is estimated. Technical cellulose from the husk was obtained by the oxidative-organosolvent method. The fixation of silicon dioxide on cellulose was carried out by the sol-gel method using tetraethoxysilane. The properties of the obtained dioxide-containing materials were investigated by X-ray diffraction analysis, nitrogen thermal desorption method, inductively coupled plasmaemission spectroscopy. The catalase activity of the dioxide-containing materials was evaluated by the model reaction of Н2О2 decomposition. In the course of the work, the following samples of cellulose were obtained: one from rice husks with an ash content of 0.3 to 33.5%; one from oat and rice husks without mineral components. The sol-gel method was used to obtain materials with a content of synthetic silicon dioxide from 0 to 47.2% based on rice husk and from 0 to 44.3% based on oat husk. It was established that the amount of fixed silicon dioxide by the sol-gel method does not depend on the origin of the technical cellulose. The silicon dioxide remaining in the technical cellulose is in an amorphous state. The maximum specific surface area (20.4 m2/g) is achieved at the limiting silicon dioxide content (30.3%). The silicon dioxide synthesized on technical cellulose by the sol-gel method is in a crystalline state, with the maximum specific surface area being 18.5 m2/g for a dioxide-containing material based on OH, and 15.7 m2/g for a dioxide-containing material based on RH; It was found that dioxide-containing material with natural silicon dioxide possesses the catalase activity. This catalase effect can be explained by the presence of impurities in the form of metals, which are accumulated in the mineral component of plant raw materials during the vegetation. Cellulose samples with synthesized silicon dioxide do not have catalase activity, independently from specific surface area and SiO2 content.