लिग्नोसल्फोनेट्स

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लिग्नोसल्फोनेट्स (एलएस) पानी में घुलनशील एनीओनिक पॉलीइलेक्ट्रोलाइट पॉलीमर हैं: वे सल्फाइट प्रक्रिया का उपयोग करके लकड़ी के गूदे के उत्पादन से उप-उत्पाद हैं।[1] सल्फाइट पल्पिंग में अधिकांश डिलाइनिफिकेशन में ईथर बॉन्ड के अम्लीय दरार शामिल हैं, जो लिग्निन के कई घटकों को जोड़ते हैं।[2] सल्फोनेटेड लिग्निन (एसएल) लिग्निन बाय-प्रोडक्ट के अन्य रूपों को संदर्भित करता है, जैसे कि अधिक लोकप्रिय क्राफ्ट प्रक्रिया से व्युत्पन्न, जिन्हें सल्फोनिक एसिड समूहों को जोड़ने के लिए संसाधित किया गया है। दोनों के समान उपयोग हैं और आमतौर पर एक दूसरे के साथ भ्रमित हैं, एसएल बहुत सस्ता है।[3]एलएस और एसएल दोनों फ्री-फ्लोइंग पाउडर के रूप में दिखाई देते हैं; पूर्व हल्का भूरा है जबकि बाद वाला गहरा भूरा रंग होता है।[1]

लिग्नोसल्फोनेट्स में आणविक द्रव्यमान की बहुत व्यापक सीमा होती है (वे बहुत ही पॉलीडिस्पर्सिटी इंडेक्स होते हैं)। सॉफ्टवुड लिग्नोसल्फोनेट्स के लिए 1,000 से 140,000 डाल्टन परमाण्विक भार इकाई की सीमा बताई गई है, जिसमें हार्डवुड के लिए कम वैल्यू बताई गई है। सल्फोनेटेड क्राफ्ट लिग्निन में 2,000-3,000 डाल्टन पर छोटे अणु होते हैं।[1]एसएल और एलएस गैर विषैले, गैर संक्षारक और बाइओडिग्रेड्डबल होते हैं। आगे के संशोधनों की एक श्रृंखला को एलएस और एसएल पर लागू किया जा सकता है, जिसमें ऑक्सीकरण, हाइड्रॉक्सीमिथाइलेशन, सल्फोमिथाइलेशन और उसके संयोजन शामिल हैं।[3]


तैयारी

लिग्नोसल्फोनेट्स

इग्नोसल्फोनेट्स सल्फाइट पल्पिंग के बिते हुए पल्पिंग तरल (लाल या भूरे रंग का लिकर) से पुनर्प्राप्त किए जाते हैं। अल्ट्राफ़िल्ट्रेशन लाइग्नोसल्फोनेट्स को बिते हुए पल्पिंग तरल से अलग करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। विभिन्न धातु लवणों के लिग्नोसल्फोनेट के CAS नंबर की सूची उपलब्ध है।[4]

ईथर विदलन के दौरान उत्पन्न इलेक्ट्रोफाइल कार्बोकेशन बाइसल्फ़ाइट आयनों (HSO3-) के साथ प्रतिक्रिया करके सल्फोनेट उत्पन्न करते हैं।

R-O-R' + H+ → R+ + R'OH
R+ + HSO3− → R-SO3H

ईथर विदलन के लिए प्राथमिक स्थल प्रोपिल (रैखिक तीन कार्बन) पार्श्व श्रृंखला का α-कार्बन (सुगंधित वलय से जुड़ा कार्बन परमाणु) है। निम्नलिखित संरचनाएं संरचना को निर्दिष्ट नहीं करती हैं क्योंकि लिग्निन और इसके डेरिवेटिव जटिल मिश्रण हैं: इसका उद्देश्य लिग्नोसल्फोनेट्स की संरचना का एक सामान्य विचार देना है। समूह R1 और R2 लिग्निन की संरचना में पाए जाने वाले विविध प्रकार के समूह हो सकते हैं। सल्फोनेशन एल्फा-कार्बन के साइड चेन पर होता है, पी-टोलुइनसल्फोनिक एसिड की तरह एरोमेटिक रिंग पर नहीं।

लिग्नोसल्फोनेट्स की सामान्यीकृत संरचना

सल्फोनेटेड क्राफ्ट लिग्निन

क्राफ्ट लाइग्निन जो कि ब्लैक लिकर से प्राप्त होता है, जो कि अधिक मात्रा में उत्पन्न होता है, सल्फोनेशन के लिए प्रसंस्कृत किया जा सकता है। लाइग्निन को पहले CO2 के साथ लिकर की एसिडिफिकेशन के द्वारा उत्तेजित किया जाता है फिर धोया जाता है (अन्य विधियाँ भी हैं)। सोडियम सल्फाइट या सोडियम बाइसल्फाइट और एक एल्डिहाइड के साथ बेसिक वातावरण में प्रतिक्रिया पूर्ण करते हैं। यहां सल्फोनिक एसिड समूह एलिफैटिक साइड चेन की जगह एरोमेटिक रिंग पर पहुँचते हैं।[3]


उपयोग करता है

एलएस और एसएल में कई प्रकार के अनुप्रयोग हैं। वे पानी में पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स छितरे कीटनाशकों, रंगों, प्रंगार काला और अन्य अघुलनशील ठोस और तरल पदार्थों का उपयोग करके इमल्शन स्थिरीकरण के लिए उपयोग किए जाते हैं। बाइंडर (सामग्री) के रूप में यह कच्ची सड़कों पर धूल को दबा देता है। यह एक विनम्र और जल उपचार में भी है।[5] रासायनिक रूप से, इसे टेनिंग (चमड़ा)चमड़ा) चमड़े के लिए टनीन के रूप में और विभिन्न प्रकार के उत्पादों के लिए फीडस्टॉक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

विसारक

लिग्नोसल्फोनेट्स के लिए एकल सबसे बड़ा उपयोग प्लास्टिसाइज़र के रूप में है कंक्रीट बनाने में ठोस उत्पादन के लिए,[1]जहां वे कंक्रीट के प्रवाह की क्षमता को बनाए रखते हुए कम पानी (मजबूत कंक्रीट देते हुए) के साथ कंक्रीट बनाने की अनुमति देते हैं। लिग्नोसल्फोनेट्स का उपयोग सीमेंट के उत्पादन के दौरान भी किया जाता है, जहां वे सीमेंट मिल में पीसने वाले सहायक के रूप में कार्य करते हैं और रॉ मिल स्लरी विलोकुलक (जो घोल की चिपचिपाहट को कम करते हैं) के रूप में कार्य करते हैं।

लिग्नोसल्फोनेट्स का उपयोग प्लास्टर के प्रवाह को बनाने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा को कम करने और कागज की दो शीटों के बीच की परत बनाने के लिए ड्रीवॉल के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। पानी की मात्रा में कमी भट्ठा तापमान को प्लास्टरबोर्ड को सुखाने की अनुमति देती है, जिससे ऊर्जा की बचत होती है।

लिग्नोसल्फोनेट्स की खनिज स्लरी (विलोपन) की चिपचिपाहट को कम करने की क्षमता का उपयोग ऑयलवेल लाइफ ऑफ ए वेल खोदने वाला द्रव में लाभ के लिए किया जाता है, जहां इसने क्यूब्राचो का पेड़ (एक उष्णकटिबंधीय पेड़) से टैनिन को बदल दिया। इसके अलावा, लिग्नोसल्फेट्स को बेहतर तेल रिकवरी (ईओआर) में उपयोग के लिए शोध किया जा रहा है, क्योंकि फोम में इंटरफेशियल तनाव को कम करने की उनकी क्षमता के कारण, बेहतर स्वीप दक्षता की अनुमति मिलती है, और इसलिए वसूली कारक में वृद्धि हुई है।

बाइंडर

फैलाने वाले के रूप में उनके उपयोग के अलावा लिग्नोसल्फोनेट्स भी अच्छे बाइंडर हैं। वे अच्छी तरह से कागज, कण बोर्ड, लिनोलियम फर्श, कोयला ब्रिकेट और सड़कों में बाइंडर्स के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

वे लेड एसिड बैटरी में लेड-एंटीमनी-कैल्शियम या लेड-एंटीमनी-सेलेनियम ग्रिड को कोट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पेस्ट का एक घटक भी बनाते हैं।

जलीय लिग्नोसल्फोनेट समाधान भी व्यापक रूप से बिना पक्की सड़क सतहों के लिए एक गैर विषैले धूल दमन एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है, जहां यह लोकप्रिय है, अगर गलती से, ट्री सैप कहा जाता है। लिग्नोसल्फोनेट्स के साथ उपचारित सड़कों को रंग द्वारा कैल्शियम क्लोराइड के साथ उपचारित सड़कों से अलग किया जा सकता है: लिग्नोसल्फोनेट्स सड़क की सतह को एक गहरे भूरे रंग का रंग देते हैं, जबकि कैल्शियम क्लोराइड सड़क की सतह को एक विशिष्ट तन या भूरा रंग देते हैं। चूंकि लिग्नोसल्फोनेट्स अपने बाध्यकारी गुण प्रदान करने के लिए पानी पर भरोसा नहीं करते हैं, वे शुष्क स्थानों में अधिक उपयोगी होते हैं।

इसका उपयोग मृदा स्थिरीकरण के रूप में किया जाता है।[6]


रासायनिक फीडस्टॉक

पेड़ों से लिग्नोसल्फोनेट्स के रिडॉक्स ने वानीलिन (कृत्रिम वेनिला स्वाद) उत्पन्न होता है, जो सॉफ्टवुड पेड़ों से होता है।

लाइनोसल्फोनेट्स से डाइमेथिल सल्फाइड और डाइमिथाइल सल्फोऑक्साइड (एक महत्वपूर्ण कार्बनिक विलायक) उत्पन्न होते हैं। पहला चरण लाइनोसल्फोनेट्स को सल्फाइड या तत्वाधान के साथ गर्म करके डाइमेथिल सल्फाइड उत्पन्न करता है। मैथाइल समूह लाइनिन में मौजूद मैथाइल ईथर से आते हैं। नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के साथ डाइमिथाइल सल्फाइड का ऑक्सीकरण डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड (डीएमएसओ) उत्पन्न किया जाता है।[1]


अन्य उपयोग

लाइनोसल्फोनेट का एंटी-ऑक्सिडेंट प्रभाव चारा, साइलेज और आग रोकथाम द्रव्यों में प्रयुक्त होता है।

लाइनोसल्फोनेट की यूवी अवशोषण को सूर्य च्छद में और जैविक कीटनाशकों में प्रयोग किया जाता है।

लाइनोसल्फोनेट को कृषि में ह्यूमिक पदार्थों का एक समकक्ष रूप में भी प्रयोग किया जाता है। मृदा संशोधक के रूप में, इसका प्रमुख उपयोग उर्वरक और अन्य पोषक तत्वों के शोषण और संचय को बढ़ाने के लिए किया जाता है। यह खनिजों को केलेट करने में सक्षम है और साथ ही जैविक अस्थायीकरण भी है।[7] ईडीटीए की तुलना में सुधार है।[8] अतिरिक्त हाइड्रोलाइसिस और ऑक्सीकरण से "लिग्नोह्यूमेट" के रूप में बदल जाने से ह्यूमस के और अधिक समान उत्पाद का उत्पादन होता है, जो विपणि में बाजार में बेचा जाता है।[9]


संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Lebo, Stuart E. Jr.; Gargulak, Jerry D.; McNally, Timothy J. (2015). "Lignin". किर्क-ओथमर एनसाइक्लोपीडिया ऑफ केमिकल टेक्नोलॉजी. Kirk‑Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Inc. pp. 1–26. doi:10.1002/0471238961.12090714120914.a01.pub3. ISBN 978-0-471-23896-6.
  2. ↑ E. Sjöström (1993). Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. Academic Press.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 Aro, Thomas; Fatehi, Pedram (9 May 2017). "लिग्नोसल्फोनेट्स और सल्फोनेटेड लिग्निन का उत्पादन और अनुप्रयोग". ChemSusChem. 10 (9): 1861–1877. doi:10.1002/cssc.201700082. PMID 28253428.
  4. ↑ "लिग्नोसल्फोनेट कैस नंबरों की सूची". Retrieved 2007-10-15.
  5. ↑ Barbara A. Tokay (2000). "Biomass Chemicals". Ullmann's Encyclopedia Of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a04_099. ISBN 978-3527306732.
  6. ↑ Ta'negonbadi, Bahram; Noorzad, Reza (September 2017). "लिग्नोसल्फोनेट का उपयोग कर मिट्टी की मिट्टी का स्थिरीकरण". Transportation Geotechnics. 12: 45–55. doi:10.1016/j.trgeo.2017.08.004.
  7. ↑ Wurzer, Gerhild K.; Hettegger, Hubert; Bischof, Robert H.; Fackler, Karin; Potthast, Antje; Rosenau, Thomas (23 February 2022). "लिग्नोसल्फोनेट्स का कृषि उपयोग". Holzforschung. 76 (2): 155–168. doi:10.1515/hf-2021-0114. S2CID 245021537.
  8. ↑ Cieschi, María T.; Benedicto, Ana; Hernández-Apaolaza, Lourdes; Lucena, Juan J. (28 November 2016). "ईडीटीए शटल इफेक्ट बनाम लिग्नोसल्फोनेट डायरेक्ट इफेक्ट ने नेवी बीन प्लांट्स (फेजोलस वल्गारिस एल 'नेग्रो पोलो') को कैल्शियम युक्त मिट्टी में Zn प्रदान करना". Frontiers in Plant Science. 7: 1767. doi:10.3389/fpls.2016.01767. PMC 5147430. PMID 28018367.
  9. ↑ Yakimenko, Olga; Stepanov, Andrey; Patsaeva, Svetlana; Khundzhua, Daria; Osipova, Olesya; Gladkov, Oleg (3 July 2021). "Formation of Humic-Like Substances during the Technological Process of Lignohumate® Synthesis as a Function of Time". Separations. 8 (7): 96. doi:10.3390/separations8070096.


यह भी देखें

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