humin - Humin

Başlığın diğer anlamları için bkz Humin (anlam ayrım) .

Huminler , toprak kimyasında veya sakkarit bazlı biyorafineri proseslerinden yan ürün olarak bulunabilen karbon bazlı makromoleküler maddelerdir .

Toprak kimyasında huminler

Toprak hem mineral (inorganik) hem de organik bileşenlerden oluşur. Organik bileşenler, çözünür, büyük ölçüde hümik asitler ve çözünmeyen hüminler olan fraksiyonlara bölünebilir. Huminler topraktaki organik maddenin yaklaşık %50'sini oluşturur.

Çok karmaşık moleküler yapıları nedeniyle, humin de dahil olmak üzere hümik maddeler, saf maddelere karşılık gelmez, modern analitik teknikler kullanılarak bile karakterize edilmesi çok zor olan birçok bileşiğin karışımından oluşur.

Biyokütle kaynaklarından Huminler

Lignoselülozik biyokütlenin 5-hidroksimetilfurfural (HMF) gibi daha küçük, daha yüksek değerli organik bileşiklere dönüştürülmesi sırasında meydana geldiği gibi, şekerlerin dehidrasyonu sırasında da üretilen huminler . Bu huminler, kullanılan proses koşullarına bağlı olarak viskoz sıvılar veya katılar şeklinde olabilir.

Humin yapısı ve oluşum mekanizması

Hüminlerin hem yapısı hem de sentezlendikleri mekanizma şu anda iyi tanımlanmamıştır, çünkü hüminlerin oluşumu ve kimyasal özellikleri kullanılan işlem koşullarına bağlı olarak değişecektir. Genel olarak huminler, hidroksil , aldehit ve keton işlevsellikleri ile polimerik furanik tipte bir yapıya sahiptir . Ancak yapı, hammadde türüne (örneğin ksiloz veya glikoz ) veya konsantrasyona, reaksiyon süresine, sıcaklığa, katalizörlere ve sürece dahil olan diğer birçok parametreye bağlıdır. Bu parametreler aynı zamanda hala tartışma konusu olan oluşum mekanizmasını da etkiler. HMF'nin halka açma hidrolizi (hümin oluşumu için anahtar ara ürün olduğuna inanılır), nükleofilik eklemeler veya aromatik bir ara maddenin oluşumu dahil olmak üzere farklı yollar düşünülmüştür . Mekanizmaları doğrulamak veya hariç tutmak için net bir kanıt bulunmamakla birlikte, genel fikir birliği, biyokütle dönüşüm stratejilerinin etkinliğini azaltan bir dizi yoğuşma reaksiyonu üzerindedir .

Güvenlik yönleri

Yanabilirlik, patlayıcılık, oksidasyona duyarlılık, aşındırıcılık veya eko-toksisite gibi fiziksel-kimyasal özelliklere dayalı olarak resmi olarak tanınan tehlikeli madde sınıflandırma sistemlerine göre huminler tehlikeli bir madde olarak kabul edilmez . Huminlerin ısıtılması humins köpükleri olarak bilinen makro gözenekli bir malzeme oluşturur ve ayrıca bu malzemeler oldukça gözenekli yapılarına rağmen kritik yangın davranışı göstermediler.

Huminlerin potansiyel uygulamaları

Geçmişte, biyokütle kaynaklarından gelen huminler, biyorafineri prosesleri için ısı sağlamak için çoğunlukla yanıcı malzemeler olarak düşünülmüştür. Bununla birlikte, özellikle katalitik malzemelerin hazırlanmasında ve malzeme uygulamalarında (örneğin plastik takviye ve inşaat malzemeleri) humin kullanımı olmak üzere yüksek değerli uygulamalar daha fazla ilgi görmeye başlamıştır . Huminler, hafif ve gözenekli humin köpükleri gibi ilginç katı malzemeler oluşturmak için ısıl işlemlere de tabi tutulabilir. Genel olarak, araştırma esas olarak prensip kanıtı aşamasında (erken) olmasına rağmen, huminler malzemelerin nihai özelliklerini iyileştiriyor gibi görünmektedir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Rice, James A. "Humin" Toprak Bilimi 2001, cilt. 166(11), s. 848-857. doi : 10.1097/00010694-200111000-00002
  2. ^ Lehmann, J.; Kleber, M. (2015-12-03), "Toprak organik maddesinin çekişmeli doğası", Nature , 528 (7580): 60–68, doi : 10.1038/nature16069 , PMID  26595271
  3. ^ van Zandvoort, I., "Hümin Yan Ürünlerinin Değerlendirilmesine Doğru: Karakterizasyon, Çözünme ve Kataliz", 2015
  4. ^ Heltzel, Yakup; Patil, Sushil KR; Lund, Carl RF (2016), Schlaf, Marcel; Zhang, Z. Conrad (ed.), "Humin Oluşum Yolları", Termokatalitik Biyokütle Dönüşümünde Reaksiyon Yolları ve Mekanizmaları II: Homojen Katalizli Dönüşümler, Biyokütleden Akrilikler, Teorik Yönler, Lignin Değerleme ve Piroliz Yolları , Yeşil Kimya ve Sürdürülebilir Teknoloji, Springer Singapur, s. 105–118, doi : 10.1007/978-981-287-769-7_5 , ISBN 9789812877697
  5. ^ Horvat, Jaroslav; Klaic, Branimir; Metelko, Biserka; Šunjić, Vitomir (1985-01-01). "Levulinik asit oluşum mekanizması". Dörtyüzlü Harfler . 26 (17): 2111-2114. doi : 10.1016/S0040-4039(00)94793-2 . ISSN  0040-4039 .
  6. ^ Sümerskii, IV; Krutov, SM; Zarubin, M. Ya. (2010-02-01). "Ahşabın endüstriyel hidrolizi koşulları altında oluşan humin benzeri maddeler". Rus Uygulamalı Kimya Dergisi . 83 (2): 320–327. doi : 10.1134/S1070427210020266 . ISSN  1608-3296 .
  7. ^ Luijkx, Gerard CA; van Rantwijk, Fred; van Bekkum, Herman (1993-04-07). "5-hidroksimetil-2-furaldehit ve d-fruktozdan 1,2,4-benzentriolün hidrotermal oluşumu". Karbonhidrat Araştırması . 242 : 131-139. doi : 10.1016/0008-6215(93)80027-C . ISSN  0008-6215 .
  8. ^ a b Muralidhara, A., Tosi, P., Mija, A., Sbirrazzuoli, N., Len, C., Engelen, V., de Jong, E., Marlair, G., ACS Sustainable Chem. Müh., 2018, 6, 16692-16701
  9. ^ Muralidhara, A.,Bado-Nilles, A., Marlair, G., Engelen, V., Len, C., Pandard, P., Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2018, 1-7
  10. ^ Tosi, Pierluigi; van Klink, Gerard PM; Celzard, Alain; Fierro, Vanessa; Vincent, Luc; de Jong, Ed; Mija, Alice (2018). "Biyorafineri Yan Ürünlerinden Elde Edilen Otomatik Çapraz Bağlanmış Sert Köpükler" . ChemSusChem . 11 (16): 2797-2809. doi : 10.1002/cssc.201800778 . ISSN  1864-564X . PMC  6392144 . PMID  29956889 .
  11. ^ Filiciotto, L., Balu, AM, Romero, AA, Rodriguez-Castellon, E., van der Waal, JC, Luque, R., Green Chemistry, 2017, 19, 4423-4434
  12. ^ Mija, A., van der Waal, JC, Pin, JM., Guigo, N., de Jong, E., "Sürdürülebilir karbonhidrat türevli yapı malzemeleri üretmek için umut verici malzeme olarak Humins", İnşaat ve Yapı Malzemeleri, 2017, 139, 594 doi : 10.1016/j.conbuildmat.2016.11.019
  13. ^ Sangregorio, A., Guigo, N., van der Waal, JC, Sbirrazzuoli, N., "Keten liflerini ve humin reçinelerini içeren tüm 'yeşil' kompozitler", Composites Science and Technology, 2019, 171, 70. doi : 10.1016/j.compscitech.2018.12.008
  14. ^ Pin, JM, Guigo, N., Mija, A., Vincent, L., Sbirrazzuoli, N., van der Waal, JC, de Jong, E., ACS Sustain. Kimya Müh., 2014, 2, 2182-2190
  15. ^ Mija, A., van der Waal, JC, van Klink, G., de Jong, E., Humin içeren köpük, 2016, W02017074183A8
  16. ^ Tosi, P., van Klink, GP, Celzard, A., Fierro V., Vincent, L., de Jong, E., Mija, A., ChemSusChem, 2018, 11, 2797-2809

Ayrıca bakınız

Şarkıcı, Michael J. ve Donald N. Munns (2005). Topraklar: Bir Giriş (6. Baskı). Yukarı Eyer Nehri: Prentice Salonu. ISBN  978-0-13-119019-1 .