Selüloz, β-1,4-GlikoSidik istiqrazları ilə əlaqəli bir çox qlükoza bölməsindən ibarət mürəkkəb polisaccharidedir. Bitki hüceyrə divarlarının əsas komponentidir və bitki hüceyrə divarları güclü struktur dəstəyi və sərtlik verir. Uzun selüloz molekulyar zəncir və yüksək kristallıq səbəbindən güclü sabitlik və işğalçı birliyi var.
(1) selülozun xüsusiyyətləri və həllində çətinlik
Sellüloza həll etməyi çətinləşdirən aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:
Yüksək kristallik: selüloz molekulyar zəncirləri hidrogen istiqrazları və van der gaal gücləri vasitəsilə sıx bir lattice quruluşu meydana gətirir.
Yüksək dərəcədə polimerləşmə: polimerləşmə dərəcəsi (yəni molekulyar zəncirin uzunluğu), ümumiyyətlə, yüzlərlə minlərlə qlükoza vahidindən tutmuş, molekulun sabitliyini artırır.
Hydrogen Bond Şəbəkəsi: Hidrogen istiqrazları selüloz molekulyar zəncirləri arasında və general həlledicilər tərəfindən məhv edilməsini və həll olunmasını çətinləşdirir.
(2) selülozu həll edən reagentlər
Hal-hazırda, selülozu effektiv şəkildə həll edə biləcək məşhur reagentlər əsasən aşağıdakı kateqoriyalara daxildir:
1. İon mayeləri
Ionik mayelər, üzvi kationlar və üzvi və ya qeyri-üzvi bir anionlar, ümumiyyətlə aşağı dəyişkənlik, yüksək istilik sabitliyi və yüksək tənzimləmə qabiliyyəti olan mayelərdir. Bəzi ion mayelər selülozu həll edə bilər və əsas mexanizm selüloz molekulyar zəncirləri arasında hidrogen bağlarını pozmaqdır. Selülozu həll edən ümumi ion mayelər daxildir:
1-Butyl-3-metilimidazolium xlorid ([bmim] cl): Bu ion maye hidrogen istiqrazlarında hidrogen istiqrazları ilə ünsiyyət quraraq selülozu hidroza bağlayır.
1-Etil-3-metilimidazolium asetat ([Emim] [AC]): Bu ion maye, selülozun yüksək konsentrasiyasını nisbətən mülayim şəraitdə həll edə bilər.
2. Amin oksidant həlli
Dietilamin (DEA) və mis xloridin qarışıq bir həlli kimi amin oksidant həlli, selülozu həll edə biləcək güclü bir həlledici sistem olan [Cu (II) -Amonium həlli] adlanır. Selüloz molekulyar zəncirvari sarsıntıları və daha çox həll olunan selüloz, hidrogen bağlama yolu ilə selülozun büllur quruluşunu məhv edir.
3. Litium xlorid-dimetilasetamid (lisl-dmac) sistemi
Licl-DMAC (litium xloride-dimetilasetamide) sistemi, selülozu həll etmək üçün klassik üsullardan biridir. LICL hidrogen bağları üçün bir yarış meydana gətirə bilər, bununla da selüloz molekulları arasındakı hidrogen bond şəbəkəsini məhv edərək, bir həlledici kimi DMAC, selüloz molekulyar zənciri ilə yaxşı qarşılıqlı əlaqə qura bilər.
4. Hidroklor turşusu / sink xlorid məhlulu
Hidroklor turşusu / sink xlorid məhlulu, selülozu həll edə bilən erkən aşkar edilmiş bir reaktivdir. Selloz molekulları arasındakı hidrogen bağlarını məhv edən selüloz turşusu ilə sink xlorid və selüloz molekulyar zəncirləri arasında koordinasiya effekti meydana gətirərək selüloza xələl gətirə bilər. Bununla birlikdə, bu həll avadanlıq üçün yüksək korroziyadır və praktik tətbiqlərdə məhduddur.
5. Fibrinolitik fermentlər
Fibrinolitik fermentlər (məsələn, selüllər) selülozun parçalanmasını daha kiçik oligosaccharides və monosakkaridlərə katalizasiya edərək selüloza həll edir. Bu üsul, biodegradasiya və biokütlə çevrilməsi sahələrində geniş tətbiqetmələrə malikdir, baxmayaraq ki, onun dağılması prosesi tamamilə kimyəvi bir delfolution deyil, lakin biokataliz vasitəsilə əldə edilir.
(3) Selüloz dölünün mexanizmi
Fərqli reagentlər selülozun həll olunması üçün fərqli mexanizmlərə malikdir, lakin ümumilikdə onlar iki əsas mexanizmlə əlaqələndirilə bilər:
Hidrogen istiqrazlarının məhv edilməsi: Rəqabətli hidrogen istiqrazının formalaşması və ya ion qarşılıqlı əlaqəsi ilə selüloz molekulyar zəncirləri arasındakı hidrogen bağlarını məhv etmək, onu ion qarşılıqlı əlaqəsi ilə həll etmək, onu həll etmək.
Molekulyar zəncirvari istirahət: selüloz molekulyar zəncirlərinin yumşaqlığını artırmaq və molekulyar zəncirlərin fiziki və ya kimyəvi vasitəsi ilə molekulyar zəncirlərin kristallığını azaltmaq, beləliklə həlledicilərdə həll edilə bilər.
(4) Selüloz dağılmasının praktik tətbiqləri
Selüloz delifolution bir çox sahələrdə vacib tətbiqlərə malikdir:
Selüloz törəmələrinin hazırlanması: Selülozu həll etdikdən sonra, qida, tibb, örtük və digər sahələrdə geniş istifadə olunan selüloz efirləri, selüloz esterləri və digər törəmələri hazırlamaq üçün kimyəvi cəhətdən dəyişdirilə bilər.
Selüloza əsaslanan materiallar: həll edilmiş selüloz, selüloz nanofibers, selüloz membranları və digər materiallar hazırlamaq üçün həll edilə bilər. Bu materiallarda yaxşı mexaniki xüsusiyyətləri və biokompamity var.
BioSass Energy: Selülozu həll etmək və alçaldan olan selülozu, Bioetanol kimi bioyanol kimi bioyanol istehsalına çevrilə bilər, bu da bərpa olunan enerjinin inkişafına və istifadəsinə nail olmağa kömək edir.
Sellüloz dökülməsi çox kimyəvi və fiziki mexanizmlərin iştirak etdiyi mürəkkəb bir prosesdir. İonik mayelər, amin oksidant həlləri, Licl-DMAC sistemləri, hidroklor turşusu / sink xlorid həlləri və hüceyrəli fermentlər, hüceyrələrin həll olunan selülozu həll etmək üçün effektiv agent olduğu bilinir. Hər bir agentin özünəməxsus arabası mexanizmi və tətbiq sahəsi var. Selüloz delilution mexanizminin dərin tədqiqi ilə, daha səmərəli və ekoloji cəhətdən təmiz bir həll üsullarının inkişaf etdiriləcəyi, selülozun istifadəsi və inkişafı üçün daha çox imkan təmin ediləcək.
Time: Jul-09-2024