Mae cellwlos yn polysacarid cymhleth sy'n cynnwys llawer o unedau glwcos wedi'u cysylltu â bondiau β-1,4-glycosidig. Dyma brif gydran cellfuriau planhigion ac mae'n rhoi cefnogaeth strwythurol gref a chaledwch i waliau celloedd planhigion. Oherwydd y gadwyn moleciwlaidd cellwlos hir a chrisialedd uchel, mae ganddo sefydlogrwydd cryf ac anhydawdd.
(1) Priodweddau cellwlos ac anhawster hydoddi
Mae gan seliwlos y priodweddau canlynol sy'n ei gwneud hi'n anodd hydoddi:
Crisialedd uchel: Mae'r cadwyni moleciwlaidd cellwlos yn ffurfio strwythur dellt tynn trwy fondiau hydrogen a grymoedd van der Waals.
Gradd uchel o polymerization: Mae gradd polymerization (hy hyd y gadwyn moleciwlaidd) o seliwlos yn uchel, fel arfer yn amrywio o gannoedd i filoedd o unedau glwcos, sy'n cynyddu sefydlogrwydd y moleciwl.
Rhwydwaith bond hydrogen: Mae bondiau hydrogen yn bresennol yn eang rhwng ac o fewn cadwyni moleciwlaidd cellwlos, gan ei gwneud hi'n anodd cael ei ddinistrio a'i hydoddi gan doddyddion cyffredinol.
(2) Adweithyddion sy'n hydoddi cellwlos
Ar hyn o bryd, mae'r adweithyddion hysbys a all hydoddi cellwlos yn effeithiol yn cynnwys y categorïau canlynol yn bennaf:
1. Hylifau Ïonig
Mae hylifau ïonig yn hylifau sy'n cynnwys catïonau organig ac anionau organig neu anorganig, fel arfer gydag anweddolrwydd isel, sefydlogrwydd thermol uchel ac addasrwydd uchel. Gall rhai hylifau ïonig hydoddi cellwlos, a'r prif fecanwaith yw torri'r bondiau hydrogen rhwng cadwyni moleciwlaidd cellwlos. Mae hylifau ïonig cyffredin sy'n hydoddi cellwlos yn cynnwys:
1-Butyl-3-methylimidazolium clorid ([BMIM]Cl): Mae'r hylif ïonig hwn yn hydoddi cellwlos trwy ryngweithio â bondiau hydrogen mewn cellwlos trwy dderbynyddion bond hydrogen.
Asetad 1-Ethyl-3-methylimidazolium ([EMIM][Ac]): Gall yr hylif ïonig hwn hydoddi crynodiadau uchel o seliwlos o dan amodau cymharol ysgafn.
2. Amine oxidant ateb
Gelwir hydoddiant ocsidydd amin fel hydoddiant cymysg o diethylamin (DEA) a chopr clorid yn [ateb Cu(II)-amoniwm], sy'n system doddydd cryf sy'n gallu hydoddi cellwlos. Mae'n dinistrio strwythur grisial cellwlos trwy ocsidiad a bondio hydrogen, gan wneud y gadwyn moleciwlaidd cellwlos yn feddalach ac yn fwy hydawdd.
3. System lithiwm clorid-dimethylacetamide (LiCl-DMAc).
Mae'r system LiCl-DMAc (lithiwm clorid-dimethylacetamide) yn un o'r dulliau clasurol ar gyfer hydoddi cellwlos. Gall LiCl ffurfio cystadleuaeth ar gyfer bondiau hydrogen, a thrwy hynny ddinistrio'r rhwydwaith bond hydrogen rhwng moleciwlau cellwlos, tra gall DMAc fel toddydd ryngweithio'n dda â'r gadwyn moleciwlaidd cellwlos.
4. Hydoddiant asid hydroclorig/sinc clorid
Mae'r hydoddiant asid hydroclorig/sinc clorid yn adweithydd a ddarganfuwyd yn gynnar sy'n gallu hydoddi cellwlos. Gall hydoddi cellwlos trwy ffurfio effaith cydgysylltu rhwng clorid sinc a chadwyni moleciwlaidd cellwlos, ac asid hydroclorig yn dinistrio'r bondiau hydrogen rhwng moleciwlau cellwlos. Fodd bynnag, mae'r ateb hwn yn gyrydol iawn i offer ac mae'n gyfyngedig mewn cymwysiadau ymarferol.
5. Ensymau ffibrinolytig
Mae ensymau ffibrinolytig (fel cellwlasau) yn hydoddi cellwlos trwy gataleiddio dadelfeniad cellwlos yn oligosacaridau a monosacaridau llai. Mae gan y dull hwn ystod eang o gymwysiadau ym meysydd bioddiraddio a thrawsnewid biomas, er nad yw ei broses ddiddymu yn ddiddymiad cemegol yn gyfan gwbl, ond fe'i cyflawnir trwy fiocatalysis.
(3) Mecanwaith diddymu cellwlos
Mae gan wahanol adweithyddion fecanweithiau gwahanol ar gyfer hydoddi cellwlos, ond yn gyffredinol gellir eu priodoli i ddau brif fecanwaith:
Dinistrio bondiau hydrogen: Dinistrio'r bondiau hydrogen rhwng cadwyni moleciwlaidd cellwlos trwy ffurfio bondiau hydrogen cystadleuol neu ryngweithio ïonig, gan ei wneud yn hydawdd.
Ymlacio cadwyn moleciwlaidd: Cynyddu meddalwch cadwyni moleciwlaidd cellwlos a lleihau crisialu cadwyni moleciwlaidd trwy ddulliau ffisegol neu gemegol, fel y gellir eu toddi mewn toddyddion.
(4) Cymwysiadau ymarferol diddymiad cellwlos
Mae gan hydoddiad cellwlos gymwysiadau pwysig mewn sawl maes:
Paratoi deilliadau seliwlos: Ar ôl hydoddi seliwlos, gellir ei addasu'n gemegol ymhellach i baratoi etherau seliwlos, esterau seliwlos a deilliadau eraill, a ddefnyddir yn helaeth mewn bwyd, meddygaeth, cotio a meysydd eraill.
Deunyddiau sy'n seiliedig ar seliwlos: Gellir paratoi cellwlos toddedig, nanofiberau seliwlos, pilenni cellwlos a deunyddiau eraill. Mae gan y deunyddiau hyn briodweddau mecanyddol da a biocompatibility.
Ynni biomas: Trwy hydoddi a diraddio cellwlos, gellir ei drawsnewid yn siwgrau eplesadwy ar gyfer cynhyrchu biodanwyddau fel bioethanol, sy'n helpu i gyflawni datblygiad a defnydd ynni adnewyddadwy.
Mae hydoddiad cellwlos yn broses gymhleth sy'n cynnwys nifer o fecanweithiau cemegol a ffisegol. Gwyddys ar hyn o bryd bod hylifau ïonig, hydoddiannau amino ocsidydd, systemau LiCl-DMAc, hydoddiannau asid hydroclorig/sinc clorid ac ensymau cellolytig yn gyfryngau effeithiol ar gyfer hydoddi cellwlos. Mae gan bob asiant ei fecanwaith diddymu a'i faes cymhwyso unigryw ei hun. Gyda'r astudiaeth fanwl o'r mecanwaith diddymu cellwlos, credir y bydd dulliau diddymu mwy effeithlon ac ecogyfeillgar yn cael eu datblygu, gan ddarparu mwy o bosibiliadau ar gyfer defnyddio a datblygu seliwlos.
Amser postio: Gorff-09-2024