INDIRECT OXIDATION OF STARCH BY PERIODATE WITH IN SITU REGENERATION OF AN OXIDIZER ON RUTHENIUM OXIDE TITANIUM AND PLATINUM ANODES IN AQUEOUS MEDIA | НЕПРЯМОЕ ОКИСЛЕНИЕ КРАХМАЛА ПЕРИОДАТОМ С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ IN SITU ОКИСЛИТЕЛЯ НА ОКСИДНОРУТЕНИЕВО–ТИТАНОВОМ И ПЛАТИНОВОМ АНОДАХ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

English. The process of electrochemical oxidation of potato starch with potassium iodate in a two-chamber electrolytic cell with in situ oxidant regeneration on ruthenium-titanium oxide (ORTA) and platinum (Pt) anodes depending on current density, pH of the electrolyte, substrate concentration, its aggregate state and ultrasonic treatment is studied. The conditions of the oxidized starch production process were determined: current density of 100 mA/cm2 for ORTA and 50.0 – Pt, pH 7, electrolysis time – 90 minutes, ultrasonic treatment time 30 minutes. It has been established that the temperature regime and the treatment of starch with ultrasound have a significant effect on the reaction of periodate oxidation. With ultrasonic treatment and a reaction temperature of 40 °C, the yield of aldehyde groups increases to 65 mol.%. The reaction products were analyzed by methods: IR spectroscopy, elemental analysis, scanning electron microscopy, X-ray phase analysis. After electrochemical oxidation, a decrease in the intensity of the starch diffraction lines is observed due to the destruction of its crystalline component. A new PP appears in the IR spectrum of oxidized starch. at 1734 cm-1, due to valence fluctuations of the C=O bond of aldehydes. The study showed that indirect electrocatalytic oxidation of starch with periodate with in situ oxidant regeneration proceeds most effectively on a ruthenium-titanium oxide electrode in a two-chamber cell, and the proposed approach is of interest for further development.

Russian. Исследован процесс электрохимического окисления картофельного крахмала иодатом калия в двухкамерной электролитической ячейке с регенерацией окислителя in situ на оксиднорутениево-титановом (ОРТА) и платиновом (Pt) анодах в зависимости от плотности тока, рН электролита, концентрации субстрата, его агрегатного состояния и ультразвуковой обработки. Определены условия процесса получения окисленного крахмала: плотность тока – 100 мА/см2 для ОРТА и 50.0 – Pt, рH 7, время электролиза – 90 мин, время ультразвуковой обработки – 30 мин. Установлено, что существенное влияние на реакцию периодатного окисления оказывает температурный режим и обработка крахмала ультразвуком. При ультразвуковой обработке и температуре реакции 40 °С содержание альдегидных групп увеличивается до 65 мол.%. Продукты реакции анализировали методами: ИК-спектроскопии, элементного анализа, сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа. После электрохимического окисления наблюдается уменьшение интенсивности дифракционных линий крахмала вследствие разрушения его кристаллической компоненты. В ИК-спектре окисленного крахмала появляется новая п.п. при 1734 см-1, обусловленная валентными колебаниями связи C=O альдегидов. Исследование показало, что непрямое электрокаталитическое окисление крахмала периодатом с in situ регенерацией окислителя наиболее эффективно протекает на оксиднорутениево-титановом электроде в двухкамерной ячейке, а предложенный подход представляет интерес для дальнейшего развития.