ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ РЕАКЦИИ ДИОКСИДА ХЛОРА С ОСТАТОЧНЫМ ЛИГНИНОМ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА

  • Кирилл (Kirill) Сергеевич (Sergeevich) Мухрыгин (Mukhrygin) Институт химии Коми НЦ УрО РАН, ул. Первомайская, 48, Сыктывкар, 167982
  • Валерий (Valerii) Анатольевич (Anatol'evich) Демин (Demin) Сыктывкарский лесной институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова»; Институт химии Коми НЦ УрО РАН
Ключевые слова: потенциометрия, кинетика, константа скорости, лигноцеллюлозный порошковый материал, остаточный лигнин, диоксид хлора, кинетическая неоднородность

Аннотация

На основе измерений потенциала окислительно-восстановительной пары ClO2/ClO2в водной суспензии лигноцеллюлозного порошкового материала изучена скорость расходования диоксида хлора на реакцию с остаточным лигнином. Отработана методика изучения кинетики реакции диоксида хлора с остаточным лигнином по модели первого порядка с варьированием начальной концентрации лигнина в реакционной смеси в пределах (1¸17) ·10-4 М при начальной концентрации диоксида хлора 4,48·10-4 М. В условиях избытка лигнина по зависимости kэф(I) = kэф(II)[L]0 рассчитана монохронная константа скорости kэф(II)реакции второго порядка диоксида хлора с остаточным лигнином, равная 1462 ± 108 М-1с-1. С учетом начальных концентраций реагентов выявлено, что по мере увеличения степени превращения лигнина Q от » 0,27 до 0,54 его реакционная способность при взаимодействии с диоксидом хлора снижается, а значения kэф(II) уменьшаются от » 1280 до 900 M-1c-1, что согласно теории полихронной кинетики является проявлением кинетической неэквивалентности различных ансамблей макромолекул остаточного лигнина. Таким образом, впервые экспериментально показано, что остаточный лигнин лигноцеллюлозного порошкового материала обладает кинетической неэквивалентностью при взаимодействии с диоксидом хлора.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Кирилл (Kirill) Сергеевич (Sergeevich) Мухрыгин (Mukhrygin), Институт химии Коми НЦ УрО РАН, ул. Первомайская, 48, Сыктывкар, 167982
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории химии растительных полимеров
Валерий (Valerii) Анатольевич (Anatol'evich) Демин (Demin), Сыктывкарский лесной институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова»; Институт химии Коми НЦ УрО РАН
Заведующий кафедрой ЦБП, ЛХ и ПЭ, профессор в Сыктывкарском лесном институте; доктор химических наук, главный научный сотрудник в лаборатории Химии растительных полимеров Института химии.

Литература

1. Sixta H. Handbook of pulp. Vol. 1. Weinheim, 2006. 1352 p.

2. Швецов А.Б., Козырева А.В., Седунов С.Г., Тараскин К.А. Хлорные дезинфектанты и их применение в современной водоподготовке // Молекулярные технологии. 2009. Т. 3. С. 98–121.

3. Кучин А.В., Рубцова С.А., Судариков Д.В., Демакова М.Я. Диоксид хлора в реакциях хемо- и стереоселективного окисления сульфидов // Известия Академии наук. Серия химическая. 2013. №1. С. 1–5.

4. Elder T. Reactions of lignin model compounds with chlorine dioxide. Molecular orbital calculations // Holzforschung. 1998. Vol. 52. N4. Pp. 371–384.

5. Singh A. Mechanism of reaction chlorine, chlorine dioxide and nitrogen // J. Of pulp and paper science. 1990. Vol. 16. N2. Pp. 48–53.

6. Белькова Л.П., Громов В.С., Михайлов А.И. Полихронная кинетика процессов делигнификации древесины. 2. Диффузионная кинетика азотнокислой делигнификации // Химия древесины. 1980. №6. С. 59–64.

7. Карманов А.П., Демин В.А. Кинетика делигнификации древесины в процессах варки и отбелки целлюлозы // Химия в интересах устойчивого развития. 1996. №4. С. 289–298.

8. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учебное пособие для вузов. М., 1991. 320 с.

9. Демин В.А. Теоретические основы отбелки целлюлозы. СПб., 2013. 100 с.

10. Карманов А.П. Самоорганизация и структурная организация лигнина. Екатеринбург, 2004. 269 с.

11. Щербакова Т.П., Михайлов А.И., Демин В.А. Полихронная кинетика делигнификации сульфатной целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77, №10. С. 1739–1742.

12. Пен Р.З., Шапиро И.Л., Пен В.Р. Аппроксимация уравнений полихронной кинетики натронной варки сосны // Химия древесины. 1990. №3. С. 33–40.

13. Пен Р.З., Шапиро И.Л., Пен В.Р., Катрухина М.Ю. Сравнение методов определения параметров полихронной кинетики процесса щелочной делигнификации // Химия древесины. 1992. № 4–5. С. 31–35.

14. Пен Р.З., Шапиро И.Л., Пен В.Р. Кинетический компенсационный эффект в процессе щелочной делигнификации // Химия древесины. 1990. №5. С. 106.

15. Вершаль В.В., Чупка Э.И., Ушаковский О.В., Михайлов А.И. Полихронная кинетика процессов делигнификации. 4. Процесс щелочной делигнификации древесины сосны с добавками антрахинона и сульфида натрия // Химия древесины. 1988. №6. С. 47–50.

16. Белькова Л.П., Громов В.С., Михайлов А.И. Полихронная кинетика процессов делигнификации древесины. 1. Процесс азотнокислой делигнификации // Химия древесины. 1980. №6. С. 50–58.

17. Vogel A.I. Text book of quantitative chemical analysis, fifth ed. New York, 1989. Pp. 390–394.

18. Кузиванов И.М., Садыков Р.А., Судариков Д.В., Кучин А.В. Кинетика окисления диметилсульфоксида диоксидом хлора // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2015. Вып. 4(24). С. 24–27.

19. Демин В.А., Липин И.В. Потенциометрический метод исследования кинетики гетерогенных реакций с участием диоксида хлора // Международное научное издание «Современные фундаментальные и прикладные ис-следования». 2011. №3. С. 101 106.

20. Липин И.В., Демин В.А. Кинетика реакции диоксида хлора с остаточным лигнином лиственной сульфатной целлюлозы // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2012. Вып. 4 (16). С. 21 24.

21. Тимергазин К. К. Интермедиаты в реакциях диоксида хлора и озона с органическими соединениями : автореф. дис. … канд. хим. наук. Уфа, 2000. 21 с.

22. Туманова Т.А. Физико-химические основы отбелки целлюлозы. М., 1984. 216 с.

23. Казакова Е.Г., Дёмин В.А. Получение порошковой целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2009. Т. 82, вып. 6. С. 1033–1036.

24. Казакова Е.Г., Демин В.А. Новый способ получения микрокристаллической целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2009. Т. 82, вып. 3. С. 502–505.

25. Удоратина Е.В., Демин В.А. Получение лигноцеллюлозного порошкового материала из вторичного сырья // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80, вып. 1. С. 119–122.

26. Мартаков И.С., Кривошапкин П.В., Торлопов М.А., Кривошапкина Е.Ф., Демин В.А. Влияние надмолекуляр-ной структуры целлюлозы на морфологию волокон оксида алюминия, полученного золь-гель методом // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. T. 22, №2. С. 145–151.

27. Торлопов М.А., Фролова С.В., Демин В.А. Сульфатирование порошковых материалов, полученных деструкцией целлюлозы тетрахлоридом титана // Химия в интересах устойчивого развития. 2007. Т. 15, №4. С. 491–496.

28. Торлопов М.А., Демин В.А. Сульфатированные и карбоксиметилированные производные микрокристаллической целлюлозы // Химия растительного сырья. 2007. №3. С. 55–61.

29. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. М., 1974. 400 с.
Опубликован
2016-06-06
Как цитировать
[1]
Мухрыгин (Mukhrygin)К. (Kirill) и Демин (Demin)В. (Valerii) 2016. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ РЕАКЦИИ ДИОКСИДА ХЛОРА С ОСТАТОЧНЫМ ЛИГНИНОМ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА. Химия растительного сырья. 3 (июн. 2016), 11-17. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2016031279.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений