THE REACTION POTENTIOMETRY OF RESIDUAL LIGNIN OF LIGNOCELLULOSE POWDER MATERIAL WITH CHLORINE DIOXIDE
Abstract
The consumption rate of chlorine dioxide to react with residual lignin was studied on the basis of redox couple ClO2/ClO2– potential measurements in lignocellulose powder material aqueous suspension. The methodology for the study of reaction kinetics of chlorine dioxide with the residual lignin was perfected by the first order reaction model with the initial lignin concentration in the reaction medium varying in the range of (1÷17)·10-4 М at the initial chlorine dioxide concentration of 4,48·10-4 М. The monochrome rate constant of the second order reaction of chlorine dioxide with the residual lignin was calculated by the dependence kef(I) = kef(II)[L]0 under excess lignin conditions and equaled 1462 ± 108 М-1s-1. It was found that if the lignin conversation degree Q increases from ≈ 0,27 to 0,54, taking into account the initial concentrations of the reagents; its reactivity in reaction with chlorine dioxide reduces and kef(II) value decreases from ≈ 1280 to 980 М-1s-1, that according to the theory polychronal kinetics is a manifestation of kinetic non-equivalence of the various residual lignin macromolecules assemblies. Thus it was first shown experimentally that the residual lignin of lignocellulose powder material has kinetic non-equivalence in reaction with chlorine dioxide.Downloads
Metrics
References
Sixta H. Handbook of pulp. Vol. 1. Weinheim, 2006. 1352 p.
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.
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.
Elder T. Reactions of lignin model compounds with chlorine dioxide. Molecular orbital calculations // Holzforschung. 1998. Vol. 52. N4. Pp. 371–384.
Singh A. Mechanism of reaction chlorine, chlorine dioxide and nitrogen // J. Of pulp and paper science. 1990. Vol. 16. N2. Pp. 48–53.
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.
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.
Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учебное пособие для вузов. М., 1991. 320 с.
Демин В.А. Теоретические основы отбелки целлюлозы. СПб., 2013. 100 с.
Карманов А.П. Самоорганизация и структурная организация лигнина. Екатеринбург, 2004. 269 с.
Щербакова Т.П., Михайлов А.И., Демин В.А. Полихронная кинетика делигнификации сульфатной целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77, №10. С. 1739–1742.
Пен Р.З., Шапиро И.Л., Пен В.Р. Аппроксимация уравнений полихронной кинетики натронной варки сосны // Химия древесины. 1990. №3. С. 33–40.
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.
Пен Р.З., Шапиро И.Л., Пен В.Р. Кинетический компенсационный эффект в процессе щелочной делигнификации // Химия древесины. 1990. №5. С. 106.
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.
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.
Vogel A.I. Text book of quantitative chemical analysis, fifth ed. New York, 1989. Pp. 390–394.
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.
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.
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.
Тимергазин К. К. Интермедиаты в реакциях диоксида хлора и озона с органическими соединениями : автореф. дис. … канд. хим. наук. Уфа, 2000. 21 с.
Туманова Т.А. Физико-химические основы отбелки целлюлозы. М., 1984. 216 с.
Казакова Е.Г., Дёмин В.А. Получение порошковой целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2009. Т. 82, вып. 6. С. 1033–1036.
Казакова Е.Г., Демин В.А. Новый способ получения микрокристаллической целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2009. Т. 82, вып. 3. С. 502–505.
Удоратина Е.В., Демин В.А. Получение лигноцеллюлозного порошкового материала из вторичного сырья // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80, вып. 1. С. 119–122.
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.
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.
Торлопов М.А., Демин В.А. Сульфатированные и карбоксиметилированные производные микрокристаллической целлюлозы // Химия растительного сырья. 2007. №3. С. 55–61.
Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. М., 1974. 400 с.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
The authors, which are published in this journal, agree to the following conditions:
1. Authors retain the copyright to the work and transfer to the journal the right of the first publication along with the work, at the same time licensing it under the terms of the Creative Commons Attribution License, which allows others to distribute this work with the obligatory indication of the authorship of this work and a link to the original publication in this journal .
2. The authors retain the right to enter into separate, additional contractual agreements for the non-exclusive distribution of the version of the work published by this journal (for example, to place it in the university depository or to publish it in a book), with reference to the original publication in this journal.
3. Authors are allowed to post their work on the Internet (for example, in a university repository or on their personal website) before and during the review process of this journal, as this may lead to a productive discussion, as well as more links to this published work.
