Mae cellwlos yn polysacarid cymhleth sy'n cynnwys llawer o unedau glwcos wedi'u cysylltu gan fondiau β-1,4-glycosidig. Dyma brif gydran waliau celloedd planhigion ac mae'n rhoi cefnogaeth strwythurol a chaledwch cryf i waliau celloedd planhigion. Oherwydd y gadwyn foleciwlaidd cellwlos hir a chrisialogrwydd uchel, mae ganddo sefydlogrwydd ac anhydawdd cryf.
(1) Priodweddau seliwlos ac anhawster wrth doddi
Mae gan cellwlos yr eiddo canlynol sy'n ei gwneud hi'n anodd toddi:
Crisialogrwydd uchel: Mae'r cadwyni moleciwlaidd seliwlos yn ffurfio strwythur dellt tynn trwy fondiau hydrogen a grymoedd van der Waals.
Gradd uchel o bolymerization: Mae graddfa'r polymerization (hy hyd y gadwyn foleciwlaidd) o seliwlos yn uchel, fel arfer yn amrywio o gannoedd i filoedd o unedau glwcos, sy'n cynyddu sefydlogrwydd y moleciwl.
Rhwydwaith Bondiau Hydrogen: Mae bondiau hydrogen yn bresennol yn eang rhwng ac o fewn cadwyni moleciwlaidd seliwlos, gan ei gwneud hi'n anodd cael eu dinistrio a'u toddi gan doddyddion cyffredinol.
(2) Adweithyddion sy'n toddi seliwlos
Ar hyn o bryd, mae'r adweithyddion hysbys a all hydoddi seliwlos yn effeithiol yn cynnwys y categorïau canlynol yn bennaf:
1. Hylifau ïonig
Mae hylifau ïonig yn hylifau sy'n cynnwys cations organig ac anionau organig neu anorganig, fel arfer gydag anwadalrwydd isel, sefydlogrwydd thermol uchel ac addasiad uchel. Gall rhai hylifau ïonig doddi seliwlos, a'r prif fecanwaith yw torri'r bondiau hydrogen rhwng cadwyni moleciwlaidd seliwlos. Mae hylifau ïonig cyffredin sy'n hydoddi seliwlos yn cynnwys:
1-butyl-3-methylimidazolium clorid ([BMIM] CL): Mae'r hylif ïonig hwn yn hydoddi seliwlos trwy ryngweithio â bondiau hydrogen mewn seliwlos 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. Datrysiad ocsidydd amin
Gelwir toddiant ocsidydd amin fel toddiant cymysg o diethylamine (DEA) a chlorid copr yn [cu (II) -ammonium hydoddiant], sy'n system doddydd gref sy'n gallu toddi seliwlos. Mae'n dinistrio strwythur grisial seliwlos trwy ocsidiad a bondio hydrogen, gan wneud y gadwyn foleciwlaidd seliwlos 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 toddi seliwlos. Gall LICL ffurfio cystadleuaeth am fondiau hydrogen, a thrwy hynny ddinistrio'r rhwydwaith bond hydrogen rhwng moleciwlau seliwlos, tra gall DMAC fel toddydd ryngweithio'n dda â'r gadwyn foleciwlaidd seliwlos.
4. Datrysiad asid hydroclorig/sinc clorid
Mae'r toddiant asid hydroclorig/sinc clorid yn ymweithredydd a ddarganfuwyd yn gynnar a all doddi seliwlos. Gall doddi seliwlos trwy ffurfio effaith cydgysylltu rhwng cadwyni moleciwlaidd sinc clorid a seliwlos, ac asid hydroclorig gan ddinistrio'r bondiau hydrogen rhwng moleciwlau seliwlos. Fodd bynnag, mae'r datrysiad hwn yn gyrydol iawn i offer ac mae'n gyfyngedig mewn cymwysiadau ymarferol.
5. Ensymau ffibrinolytig
Mae ensymau ffibrinolytig (fel cellulasau) yn hydoddi seliwlos trwy gataleiddio dadelfennu seliwlos yn oligosacaridau llai a monosacaridau. Mae gan y dull hwn ystod eang o gymwysiadau ym meysydd bioddiraddio a throsi biomas, er nad yw ei broses ddiddymu yn hollol ddiddymu cemegol, ond fe'i cyflawnir trwy biocatalysis.
(3) Mecanwaith diddymu seliwlos
Mae gan wahanol adweithyddion wahanol fecanweithiau ar gyfer toddi seliwlos, ond yn gyffredinol gellir eu priodoli i ddau brif fecanwaith:
Dinistrio bondiau hydrogen: dinistrio'r bondiau hydrogen rhwng cadwyni moleciwlaidd seliwlos trwy ffurfio bond hydrogen cystadleuol neu ryngweithio ïonig, gan ei wneud yn hydawdd.
Ymlacio cadwyn foleciwlaidd: Cynyddu meddalwch cadwyni moleciwlaidd seliwlos a lleihau crisialogrwydd cadwyni moleciwlaidd trwy ddulliau corfforol neu gemegol, fel y gellir eu toddi mewn toddyddion.
(4) Cymwysiadau Ymarferol Diddymiad Cellwlos
Mae gan ddiddymiad cellwlos gymwysiadau pwysig mewn sawl maes:
Paratoi deilliadau seliwlos: Ar ôl toddi seliwlos, gellir ei addasu'n gemegol ymhellach i baratoi etherau seliwlos, esterau seliwlos a deilliadau eraill, a ddefnyddir yn helaeth mewn bwyd, meddygaeth, haenau a meysydd eraill.
Deunyddiau sy'n seiliedig ar cellwlos: Gellir paratoi defnyddio seliwlos toddedig, nanofibers seliwlos, pilenni seliwlos a deunyddiau eraill. Mae gan y deunyddiau hyn briodweddau mecanyddol da a biocompatibility.
Ynni biomas: Trwy hydoddi a diraddio seliwlos, gellir ei drawsnewid yn siwgrau y gellir eu eplesu ar gyfer cynhyrchu biodanwydd fel bioethanol, sy'n helpu i gyflawni datblygiad a defnyddio ynni adnewyddadwy.
Mae diddymu cellwlos yn broses gymhleth sy'n cynnwys mecanweithiau cemegol a chorfforol lluosog. Ar hyn o bryd, gwyddys ar hyn o bryd bod hylifau ïonig, toddiannau ocsidydd amino, systemau LICL-DMAC, toddiannau asid hydroclorig/sinc clorid ac ensymau soddgrwth yn gyfryngau effeithiol ar gyfer toddi seliwlos. Mae gan bob asiant ei fecanwaith diddymu unigryw ei hun a'i faes cais. Gyda'r astudiaeth fanwl o'r mecanwaith diddymu seliwlos, credir y bydd dulliau diddymu mwy effeithlon ac amgylcheddol gyfeillgar yn cael eu datblygu, gan ddarparu mwy o bosibiliadau ar gyfer defnyddio a datblygu seliwlos.
Amser Post: Gorff-09-2024