डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी), सीएएस: 3483-12-3, एक व्यापक रूप से प्रयुक्त वैज्ञानिक अनुसंधान अभिकर्मक है, जिसका उपयोग अक्सर सल्फहाइड्रिल डीएनए के अपचायक, विसंरक्षणकारी और प्रोटीन में डाइसल्फाइड बंधों के अपचयन के लिए किया जाता है। यह एक नए प्रकार का हरित योजक है जो बैटरी के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) एक प्रबल अपचायक है, और इसकी अपचायकता मुख्यतः ऑक्सीकरण अवस्था में छह सदस्यीय वलय (जिसमें डाइसल्फाइड बंध होते हैं) की संरचनात्मक स्थिरता के कारण होती है। डाइथियोथ्रिटोल द्वारा एक विशिष्ट डाइसल्फाइड बंध का अपचयन दो क्रमिक सल्फहाइड्रिल-डाइसल्फाइड बंध विनिमय अभिक्रियाओं द्वारा होता है। डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) की अपचायक क्षमता पीएच मान से प्रभावित होती है, और यह केवल 7 से अधिक पीएच मान पर ही अपचायक प्रभाव दिखा सकता है। इसका कारण यह है कि केवल डीप्रोटोनेटेड थायोलेट आयन ही क्रियाशील होते हैं, जबकि मरकैप्टन नहीं होते, और मरकैप्टो समूहों का pKa सामान्यतः 8.3 होता है।
डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) का उपयोग आमतौर पर प्रोटीन अणुओं और पॉलीपेप्टाइड्स के डाइसल्फाइड बंधों को कम करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर प्रोटीन सल्फहाइड्रिल सुरक्षात्मक एजेंट के रूप में और वैक्सीन निर्माण में प्रोटीन सिस्टीन अवशेषों को अंतरा-आणविक और अंतरा-आणविक डाइसल्फाइड बनाने से रोकने के लिए किया जाता है। न्यूक्लिक एसिड का पता लगाने की प्रक्रिया में, डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) आरएनएज़ प्रोटीन में डाइसल्फाइड बंधों को नष्ट कर सकता है, आरएनएज़ को विकृत कर सकता है, और आरएनए लाइब्रेरी निर्माण और आरएनए प्रवर्धन जैसे प्रयोगों को सुगम बना सकता है। डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) का उपयोग कोशिकाओं और ऊतकों की रक्षा के लिए एक प्रतिविषनाशक के रूप में, विकिरणरोधी के रूप में आदि भी किया जाता है।
हालांकि, डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) अक्सर प्रोटीन संरचना में अंतर्निहित डाइसल्फाइड बंधों को अपचयित करने में असमर्थ होता है (विलायक की पहुंच से बाहर)। ऐसे डाइसल्फाइड बंधों के अपचयन के लिए अक्सर पहले प्रोटीन का विकृतीकरण आवश्यक होता है।
लिथियम-सल्फर बैटरियों के शटल प्रभाव को रोकने और लिथियम-सल्फर बैटरियों के विद्युत रासायनिक प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए, उच्च-क्रम पॉलीसल्फाइड को घुलने से रोकने के लिए डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) का उपयोग शियरिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। डीटीटी इंटरलेयर तैयार करने के लिए, मल्टी-वॉल कार्बन नैनोट्यूब (एमडब्ल्यूएनसीएनटी) पेपर में डीटीटी मिलाया जाता है। डीटीटी इंटरलेयर को लिथियम-सल्फर बटन हाफ-सेल के पॉजिटिव इलेक्ट्रोड शीट और सेपरेटर के बीच रखा जाता है, और पॉजिटिव इलेक्ट्रोड शीट की सल्फर-वाहक सतह घनत्व लगभग 2 मिलीग्राम/सेमी² होती है। एसईएम अवलोकन परिणामों से पुष्टि होती है कि डीटीटी एमडब्ल्यूएनसीएनटी पेपर की सतह और रिक्त स्थानों पर समान रूप से फैला हुआ है। विद्युत रासायनिक परीक्षण परिणामों से पता चलता है कि डीटीटी सैंडविच संरचना वाली लिथियम-सल्फर बैटरी की पहली डिस्चार्ज विशिष्ट क्षमता 0.05C की दर पर 1288 mAh/g है। पहली बार, कूलॉम्बिक दक्षता लगभग 100% तक पहुँच गई है, और 0.5C, 2C और 4C दरों पर चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान विशिष्ट क्षमता क्रमशः 650mAh/g, 600mAh/g और 410mAh/g तक पहुँच गई है। DTT सैंडविच संरचना के उपयोग से उच्च-क्रम के पॉलीसल्फाइड को प्रभावी ढंग से अलग किया जा सकता है। यह उन्हें लिथियम नेगेटिव इलेक्ट्रोड की ओर जाने से रोकता है, जिससे शटल प्रभाव कम होता है और लिथियम-सल्फर बैटरी की चक्र स्थिरता और कूलॉम्बिक दक्षता में सुधार होता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) एक विषैला पदार्थ है। उदाहरण के लिए, संक्रमण धातुओं की उपस्थिति में, डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) जैविक अणुओं को ऑक्सीडेटिव क्षति पहुंचा सकता है। साथ ही, डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) आर्सेनिक और पारा युक्त कुछ यौगिकों की विषाक्तता को भी बढ़ा सकता है। डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी) की गंध तीखी होती है, जो साँस लेने और त्वचा के संपर्क में आने पर स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकती है। इसलिए, इसके संचालन के दौरान सुरक्षा सुनिश्चित करना, मास्क, दस्ताने और चश्मे पहनना और फ्यूम हुड में काम करना आवश्यक है।
लिथियम-सल्फर बैटरियों में शियरिंग एजेंट के रूप में थिथ्रिटोल (डीटीटी)
लिथियम-सल्फर बैटरी को इसकी उच्च ऊर्जा घनत्व और पर्यावरण संरक्षण के कारण अपार संभावनाओं वाली बैटरी प्रणाली माना जाता है। हालांकि, पॉलीसल्फाइड के "शटल प्रभाव" के कारण इसका चक्र जीवन कम हो जाता है और इसमें गंभीर स्व-निर्वहन की समस्या उत्पन्न होती है, जो इसके अनुप्रयोग को सीमित करती है।
थायोथ्रिटोल (डीटीटी) को बैटरी में अपघटनकारी कारक के रूप में मिलाया जा सकता है। यह कमरे के तापमान पर डाइसल्फाइड बंधों को तेजी से तोड़ सकता है, उच्च-क्रम के पॉलीसल्फाइडों को अपघटित होने से रोक सकता है, शटल प्रभाव को बाधित कर सकता है और लिथियम सल्फर बैटरी के विद्युत रासायनिक प्रदर्शन को बढ़ा सकता है।
क्षारीय एल्युमीनियम/वायु बैटरियों में इलेक्ट्रोलाइट योजक के रूप में डाइथियोथ्रिटोल (डीटीटी)
क्षारीय एल्यूमीनियम/वायु बैटरी में, डाइथियोथ्रिटोल गतिशील सहसंयोजक बंधों के माध्यम से एल्यूमीनियम एनोड की सतह पर एक समान और स्थिर सुरक्षात्मक परत बना सकता है, एल्यूमीनियम एनोड के स्व-संक्षारण को रोक सकता है और इसके प्रदर्शन में प्रभावी रूप से सुधार कर सकता है।
पोस्ट करने का समय: 31 दिसंबर 2021