Seluloz se yon polisakarid konplèks ki konpoze de anpil inite glikoz ki konekte pa lyezon β-1,4-glikozidik. Li se eleman prensipal nan mi selil plant epi li bay mi selil plant fò sipò estriktirèl ak severite. Akòz chèn molekilè long seluloz ak kristalinite segondè, li gen estabilite fò ak insolubleness.
(1) Pwopriyete seluloz ak difikilte pou fonn
Seluloz gen pwopriyete sa yo ki fè li difisil pou fonn:
Segondè kristalinite: Chenn molekilè seluloz yo fòme yon estrikti lasi sere atravè lyezon idwojèn ak fòs van der Waals.
Segondè degre nan polimerizasyon: Degre nan polymérisation (sa vle di longè chèn molekilè) nan seluloz se wo, anjeneral sòti nan dè santèn a dè milye de inite glikoz, ki ogmante estabilite nan molekil la.
Rezo kosyon idwojèn: kosyon idwojèn yo lajman prezan ant ak nan chenn molekilè seluloz, sa ki fè li difisil yo dwe detwi ak fonn pa solvang jeneral.
(2) Reyaktif ki fonn seluloz
Kounye a, reyaktif li te ye yo ki ka efektivman fonn seluloz sitou gen ladan kategori sa yo:
1. Ionik likid
Likid ionik yo se likid ki konpoze de kasyon òganik ak anyon òganik oswa inòganik, anjeneral ak volatilité ki ba, estabilite tèmik segondè ak ajisteman segondè. Gen kèk likid iyonik ki ka fonn seluloz, ak mekanis prensipal la se kraze lyezon idwojèn ki genyen ant chenn molekilè seluloz. Likid iyonik komen ki fonn seluloz gen ladan:
1-Butil-3-methylimidazolium klori ([BMIM] Cl): likid iyonik sa a fonn seluloz lè li kominike avèk lyezon idwojèn nan seluloz atravè aseptè lyezon idwojèn.
1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM][Ac]): likid iyonik sa a ka fonn konsantrasyon segondè nan seluloz nan kondisyon relativman modere.
2. Amine oksidan solisyon
Solisyon oksidan amine tankou yon solisyon melanje nan diethylamine (DEA) ak klori kòb kwiv mete yo rele [Cu (II)-amonyòm solisyon], ki se yon sistèm sòlvan fò ki ka fonn seluloz. Li detwi estrikti kristal la nan seluloz atravè oksidasyon ak lyezon idwojèn, fè chèn molekilè seluloz la douser ak plis idrosolubl.
3. Lityòm klori-dimethylacetamide (LiCl-DMAc) sistèm
Sistèm LiCl-DMAc (chlori ityòm-dimethylacetamide) se youn nan metòd klasik pou fonn seluloz. LiCl ka fòme yon konpetisyon pou lyezon idwojèn, kidonk detwi rezo lyezon idwojèn ant molekil seluloz, pandan y ap DMAc kòm yon sòlvan ka kominike byen ak chèn molekilè seluloz la.
4. Asid idroklorik / solisyon klori zenk
Solisyon asid idroklorik / klori zenk la se yon reyaktif dekouvri byen bonè ki ka fonn seluloz. Li ka fonn seluloz pa fòme yon efè kowòdinasyon ant klori zenk ak chenn molekilè seluloz, ak asid idroklorik detwi lyezon idwojèn ki genyen ant molekil seluloz. Sepandan, solisyon sa a se trè korozivite nan ekipman epi li limite nan aplikasyon pratik.
5. Anzim fibrinolitik
Anzim fibrinolitik (tankou selulaz) fonn seluloz lè yo katalize dekonpozisyon seluloz nan pi piti oligosakarid ak monosakarid. Metòd sa a gen yon pakèt aplikasyon nan domèn biodegradasyon ak konvèsyon byomass, byenke pwosesis disolisyon li yo pa konplètman chimik disolisyon, men se reyalize atravè biocatalysis.
(3) Mekanis disolisyon seluloz
Reyaktif diferan gen mekanis diferan pou fonn seluloz, men an jeneral yo ka atribiye a de mekanis prensipal:
Destriksyon lyezon idwojèn: Detwi lyezon idwojèn ki genyen ant chenn molekilè seluloz atravè fòmasyon lyezon idwojèn konpetitif oswa entèraksyon iyonik, fè li idrosolubl.
Detant chèn molekilè: Ogmante tendres nan chenn molekilè seluloz ak diminye kristalinite nan chèn molekilè atravè mwayen fizik oswa chimik, pou yo ka fonn nan solvang.
(4) Aplikasyon pratik nan disolisyon seluloz
Disolisyon seluloz gen aplikasyon enpòtan nan plizyè domèn:
Preparasyon nan dérivés seluloz: Apre fonn seluloz, li ka plis chimikman modifye pou prepare etè seluloz, ester seluloz ak lòt dérivés, ki lajman ki itilize nan manje, medikaman, kouch ak lòt jaden.
Materyèl ki baze sou seluloz: Sèvi ak seluloz ki fonn, nanofib seluloz, manbràn seluloz ak lòt materyèl yo ka prepare. Materyèl sa yo gen bon pwopriyete mekanik ak biocompatibility.
Enèji Byomass: Lè yo fonn ak degrade seluloz, li ka konvèti nan sik fèmantib pou pwodiksyon an nan biocarburants tankou byoetanòl, ki ede reyalize devlopman ak itilizasyon enèji renouvlab.
Disolisyon seluloz se yon pwosesis konplèks ki enplike plizyè mekanis chimik ak fizik. Likid ionik, solisyon oksidan amine, sistèm LiCl-DMAc, solisyon asid idroklorik / klori zenk ak anzim selolitik yo kounye a li te ye kòm ajan efikas pou fonn seluloz. Chak ajan gen pwòp mekanis disolisyon inik li yo ak jaden aplikasyon. Avèk etid apwofondi nan mekanis dissolution seluloz la, yo kwè ke metòd disolisyon pi efikas ak zanmitay anviwònman an pral devlope, bay plis posiblite pou itilizasyon ak devlopman nan seluloz.
Lè poste: 09-07-2024