સેલ્યુલોઝ ઓગળી જાય છે તે રીએજન્ટ શું છે?

સેલ્યુલોઝ એ એક જટિલ પોલિસેકરાઇડ છે જે ઘણા ગ્લુકોઝ એકમોથી બનેલા છે જે β-1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ દ્વારા જોડાયેલા છે. તે છોડની કોષની દિવાલોનો મુખ્ય ઘટક છે અને પ્લાન્ટ સેલની દિવાલોને મજબૂત માળખાકીય સપોર્ટ અને કઠિનતા આપે છે. લાંબી સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર સાંકળ અને ઉચ્ચ સ્ફટિકીયતાને કારણે, તેમાં મજબૂત સ્થિરતા અને નાદારીપૂર્વક છે.

(1) સેલ્યુલોઝના ગુણધર્મો અને ઓગળવામાં મુશ્કેલી

સેલ્યુલોઝમાં નીચેની ગુણધર્મો છે જે વિસર્જન કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે:

ઉચ્ચ સ્ફટિકીયતા: સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર સાંકળો હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ અને વેન ડર વાલ્સ દળો દ્વારા ચુસ્ત જાળીનું માળખું બનાવે છે.

પોલિમરાઇઝેશનની ઉચ્ચ ડિગ્રી: સેલ્યુલોઝની પોલિમરાઇઝેશન (એટલે ​​કે પરમાણુ સાંકળની લંબાઈ) ની ડિગ્રી વધારે હોય છે, સામાન્ય રીતે સેંકડોથી હજારો ગ્લુકોઝ એકમો સુધી હોય છે, જે પરમાણુની સ્થિરતામાં વધારો કરે છે.

હાઇડ્રોજન બોન્ડ નેટવર્ક: હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર સાંકળોની વચ્ચે અને તેની વચ્ચે વ્યાપકપણે હાજર હોય છે, જેનાથી સામાન્ય દ્રાવકો દ્વારા નાશ કરવો અને ઓગળવામાં મુશ્કેલી પડે છે.

(2) રીએજન્ટ્સ કે જે સેલ્યુલોઝને ઓગાળી દે છે

હાલમાં, જાણીતા રીએજન્ટ્સ કે જે સેલ્યુલોઝને અસરકારક રીતે વિસર્જન કરી શકે છે તે મુખ્યત્વે નીચેની કેટેગરીમાં શામેલ છે:

1. આયનીય પ્રવાહી

આયોનિક પ્રવાહી એ ઓર્ગેનિક કેશન્સ અને કાર્બનિક અથવા અકાર્બનિક એનિઓન્સથી બનેલા પ્રવાહી છે, સામાન્ય રીતે ઓછી અસ્થિરતા, ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતા અને ઉચ્ચ ગોઠવણ સાથે. કેટલાક આયનીય પ્રવાહી સેલ્યુલોઝને વિસર્જન કરી શકે છે, અને મુખ્ય પદ્ધતિ સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર સાંકળો વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સને તોડવાની છે. સામાન્ય આયનીય પ્રવાહી કે જે સેલ્યુલોઝને વિસર્જન કરે છે તેમાં શામેલ છે:

1-બ્યુટીલ -3-મેથિલિમિડાઝોલિયમ ક્લોરાઇડ ([બીએમઆઈએમ] સીએલ): આ આયનીય લિક્વિડ હાઇડ્રોજન બોન્ડ સ્વીકારનારાઓ દ્વારા સેલ્યુલોઝમાં હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ સાથે વાતચીત કરીને સેલ્યુલોઝને ઓગળી જાય છે.

1-એથિલ -3-મેથિલિમિડાઝોલિયમ એસિટેટ ([ઇએમઆઈએમ] [એસી]): આ આયનીય પ્રવાહી પ્રમાણમાં હળવા પરિસ્થિતિઓમાં સેલ્યુલોઝની concent ંચી સાંદ્રતાને વિસર્જન કરી શકે છે.

2. એમાઇન ox ક્સિડેન્ટ સોલ્યુશન
ડાયેથિલામાઇન (ડીઇએ) અને કોપર ક્લોરાઇડના મિશ્રિત સોલ્યુશન જેવા એમિના ox ક્સિડેન્ટ સોલ્યુશનને [ક્યુ (II) -મોમોનિયમ સોલ્યુશન] કહેવામાં આવે છે, જે એક મજબૂત દ્રાવક સિસ્ટમ છે જે સેલ્યુલોઝને વિસર્જન કરી શકે છે. તે ઓક્સિડેશન અને હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ દ્વારા સેલ્યુલોઝની સ્ફટિક રચનાને નષ્ટ કરે છે, સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર ચેઇન નરમ અને વધુ દ્રાવ્ય બનાવે છે.

3. લિથિયમ ક્લોરાઇડ-ડિમેથિલેસ્ટેમાઇડ (એલઆઈસીએલ-ડીએમએસી) સિસ્ટમ
એલઆઈસીએલ-ડીએમએસી (લિથિયમ ક્લોરાઇડ-ડિમેથિલેસ્ટેમાઇડ) સિસ્ટમ સેલ્યુલોઝને ઓગળવા માટેની ક્લાસિક પદ્ધતિઓમાંની એક છે. એલઆઈસીએલ હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ માટે એક સ્પર્ધા બનાવી શકે છે, ત્યાં સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ નેટવર્કનો નાશ કરે છે, જ્યારે દ્રાવક તરીકે ડીએમએસી સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર ચેઇન સાથે સારી રીતે સંપર્ક કરી શકે છે.

4. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ/ઝિંક ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન
હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ/ઝિંક ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન એ પ્રારંભિક શોધાયેલ રીએજન્ટ છે જે સેલ્યુલોઝને વિસર્જન કરી શકે છે. તે ઝિંક ક્લોરાઇડ અને સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર સાંકળો અને સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓ વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સને નષ્ટ કરનાર હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ વચ્ચે સંકલન અસર બનાવીને સેલ્યુલોઝને વિસર્જન કરી શકે છે. જો કે, આ સોલ્યુશન ઉપકરણો માટે ખૂબ કાટમાળ છે અને વ્યવહારિક એપ્લિકેશનોમાં મર્યાદિત છે.

5. ફાઈબિનોલિટીક ઉત્સેચકો
ફાઈબિનોલિટીક એન્ઝાઇમ્સ (જેમ કે સેલ્યુલ્સ) સેલ્યુલોઝને નાના ઓલિગોસેકરાઇડ્સ અને મોનોસેકરાઇડ્સમાં સેલ્યુલોઝના વિઘટનને ઉત્પ્રેરિત કરીને સેલ્યુલોઝને વિસર્જન કરે છે. આ પદ્ધતિમાં બાયોડિગ્રેડેશન અને બાયોમાસ રૂપાંતરના ક્ષેત્રોમાં વિશાળ શ્રેણી છે, જો કે તેની વિસર્જન પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે રાસાયણિક વિસર્જન નથી, પરંતુ બાયોકાટાલિસિસ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે.

()) સેલ્યુલોઝ વિસર્જનની પદ્ધતિ

વિવિધ રીએજન્ટ્સમાં સેલ્યુલોઝ ઓગળવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ હોય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે તેઓને બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ માટે આભારી હોઈ શકે છે:
હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સનો વિનાશ: સ્પર્ધાત્મક હાઇડ્રોજન બોન્ડની રચના અથવા આયનીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર સાંકળો વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સનો નાશ કરવો, તેને દ્રાવ્ય બનાવે છે.
મોલેક્યુલર ચેઇન રિલેક્સેશન: સેલ્યુલોઝ પરમાણુ સાંકળોની નરમાઈમાં વધારો અને ભૌતિક અથવા રાસાયણિક માધ્યમ દ્વારા પરમાણુ સાંકળોની સ્ફટિકીયતા ઘટાડવી, જેથી તેઓ સોલવન્ટ્સમાં ઓગળી શકાય.

()) સેલ્યુલોઝ વિસર્જનની વ્યવહારિક એપ્લિકેશનો

સેલ્યુલોઝ વિસર્જન ઘણા ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશનો ધરાવે છે:
સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝની તૈયારી: સેલ્યુલોઝને ઓગાળ્યા પછી, સેલ્યુલોઝ એથર્સ, સેલ્યુલોઝ એસ્ટર અને અન્ય ડેરિવેટિવ્ઝ તૈયાર કરવા માટે તે રાસાયણિક રૂપે સુધારી શકાય છે, જે ખોરાક, દવા, કોટિંગ્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
સેલ્યુલોઝ આધારિત સામગ્રી: ઓગળેલા સેલ્યુલોઝ, સેલ્યુલોઝ નેનોફિબર્સ, સેલ્યુલોઝ પટલ અને અન્ય સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરી શકાય છે. આ સામગ્રીમાં સારી યાંત્રિક ગુણધર્મો અને બાયોકોમ્પેટીબિલિટી છે.
બાયોમાસ energy ર્જા: સેલ્યુલોઝને ઓગળીને અને અધોગતિ કરીને, તેને બાયોએથેનોલ જેવા બાયોફ્યુઅલના ઉત્પાદન માટે આથો સુગરમાં ફેરવી શકાય છે, જે નવીનીકરણીય of ર્જાના વિકાસ અને ઉપયોગને પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરે છે.

સેલ્યુલોઝ વિસર્જન એ બહુવિધ રાસાયણિક અને શારીરિક પદ્ધતિઓ સાથે સંકળાયેલ એક જટિલ પ્રક્રિયા છે. આયનીય લિક્વિડ્સ, એમિનો ox ક્સિડેન્ટ સોલ્યુશન્સ, એલઆઈસીએલ-ડીએમએસી સિસ્ટમ્સ, હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ/ઝિંક ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન્સ અને સેલોલિટીક એન્ઝાઇમ્સ હાલમાં સેલ્યુલોઝને ઓગળવા માટે અસરકારક એજન્ટ તરીકે જાણીતા છે. દરેક એજન્ટની પોતાની અનન્ય વિસર્જન પદ્ધતિ અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર હોય છે. સેલ્યુલોઝ ડિસોલ્યુશન મિકેનિઝમના in ંડાણપૂર્વકના અભ્યાસ સાથે, એવું માનવામાં આવે છે કે સેલ્યુલોઝના ઉપયોગ અને વિકાસ માટે વધુ શક્યતાઓ પ્રદાન કરીને વધુ કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ વિસર્જન પદ્ધતિઓ વિકસિત કરવામાં આવશે.