Celuloz polysaccharide tevlihev e ku ji gelek yekîneyên glukozê ve girêdayî bi girêdanên β-1,4-glycosidic pêk tê. Ew hêmana sereke ya dîwarên hucreya nebatê ye û piştgiriyek avahî û hişkiya dîwarên şaneyên nebatê dide. Ji ber zincîra molekularî ya selulozê ya dirêj û krîstalbûna bilind, ew xwedan îstîqrar û bêçareseriya xurt e.
(1) Taybetmendiyên selulozê û dijwariya hilweşandinê
Celuloz xwedî taybetmendiyên jêrîn e ku hilweşîna wê dijwar dike:
Krîstalîniya bilind: Zincên molekular ên selulozê bi girêdanên hîdrojenê û hêzên van der Waals ve avahiyek tîrêjê ya hişk pêk tînin.
Asta polîmerîzasyonê ya bilind: Dereceya polîmerîzasyonê (ango dirêjahiya zincîra molekulî) ya selulozê bilind e, bi gelemperî ji sedan heta bi hezaran yekîneyên glukozê diguhere, ku aramiya molekulê zêde dike.
Tora girêdana hîdrojenê: Girêdanên hîdrojenê bi berfirehî di navbera û di nav zincîreyên molekulî yên selulozê de hene, ji ber vê yekê helweşandin û hilweşandina ji hêla halên giştî ve dijwar e.
(2) Reagentên ku selulozê dihelînin
Heya nuha, reagentên naskirî yên ku dikarin bi bandor cellulose hilweşînin bi gelemperî kategoriyên jêrîn hene:
1. Liquids Ionic
Şikilên îyonî şilek in ku ji kationên organîk û anyonên organîk an înorganîk pêk tên, bi gelemperî xwedan guhezbûnek kêm, îstîqrara germî ya bilind û verastkirina bilind in. Hin şilavên îyonî dikarin selulozê bihelînin, û mekanîzmaya sereke ew e ku girêdanên hîdrojenê yên di navbera zincîreyên molekular ên selulozê de bişkînin. Şikilên îyonî yên hevpar ên ku selulozê dihelînin ev in:
1-Butyl-3-methylimidazolium chloride ([BMIM]Cl): Ev şilava îyonî selulozê dişewitîne û bi girêdanên hîdrojenê yên di nav selulozê de bi rêya qebûlkerên girêdana hîdrojenê re tevdigere.
1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM][Ac]): Ev şilava îyonî dikare di bin şert û mercên nisbeten sivik de tansiyonên bilind ên selulozê bihelîne.
2. Çareseriya amine oxidant
Çareseriya oksîdan a amînê wekî çareseriyek tevlihev a dîetîlamîn (DEA) û klorîdê sifir jê re [çareseriya Cu(II)-ammonium] tê gotin, ku pergalek çareserker a bihêz e ku dikare selulozê bihelîne. Ew bi oksîdasyon û girêdana hîdrojenê avahiya krîstal a selulozê hilweşîne, zincîra molekulê ya selulozê nermtir û çareserkertir dike.
3. Sîstema Lithium chloride-dimethylacetamide (LiCl-DMAc)
Pergala LiCl-DMAc (lithium chloride-dimethylacetamide) yek ji rêbazên klasîk ên ji bo hilweşandina selulozê ye. LiCl dikare ji bo girêdanên hîdrojenê pêşbaziyek çêbike, bi vî rengî tora girêdana hîdrojenê ya di navbera molekulên selulozê de hilweşîne, dema ku DMAc wekî çareserker dikare bi zincîra molekulê ya selulozê re baş têkeve têkiliyê.
4. Çareseriya hîdrochloric acid / chloride zinc
Çareseriya hîdrochloric acid / klorîdê zinc reagentek zû ve hatî vedîtin e ku dikare selulozê hilweşîne. Ew dikare bi çêkirina bandorek hevrêziyê di navbera zincîreyên molekular ên zincê û zincîra selulozê de selulozê bişewitîne, û asîda hîdrochlorîk girêdanên hîdrojenê yên di navbera molekulên selulozê de hilweşîne. Lêbelê, ev çareserî ji alavên pir zerar e û di sepanên pratîkî de sînordar e.
5. Enzîmên fibrînolîtîk
Enzîmên fîbrînolîtîk (wek cellulases) selulozê bi katalîzasyona perçebûna selûlozê di nav oligosakarîd û monosakarîdên piçûktir de dihelînin. Ev rêbaz di warên biyolojîk û veguheztina biomassê de xwedan cûrbecûr sepanan e, her çend pêvajoya hilweşandina wê bi tevahî ne hilweşîna kîmyewî ye, lê bi biocatalysis ve tê bidestxistin.
(3) Mekanîzmaya belavbûna selulozê
Reagentên cihêreng mekanîzmayên cûda ji bo hilweşandina selulozê hene, lê bi gelemperî ew dikarin ji du mekanîzmayên sereke re werin veqetandin:
Hilweşandina bendên hîdrojenê: Hilweşandina girêkên hîdrojenê yên di navbera zincîrên molekul ên selulozê de bi avakirina girêdana hîdrojenê ya reqabetî an pêwendiya îyonî ve, ku wê çareser bibe.
Rehetbûna zincîra molekulî: Zêdekirina nermbûna zincîrên molekulî yên selulozê û kêmkirina krîstalbûna zincîreyên molekulî bi rêyên fizîkî an kîmyayî, da ku ew di nav heliyan de werin hilweşandin.
(4) Serîlêdanên pratîkî yên hilweşandina selulozê
Hilweşîna selulozê di gelek waran de serîlêdanên girîng hene:
Amadekirina derûvên selulozê: Piştî hilweşandina selulozê, ew dikare bi kîmyewî bêtir were guheztin da ku etherên selulozê, esterên selulozê û derûvên din ên ku bi berfirehî di xwarin, derman, cil û berg û warên din de têne bikar anîn amade bikin.
Materyalên bingeh-seluloz: Bi bikaranîna selûloza heliyayî, nanofiberên selulozê, parzûnên selulozê û madeyên din dikarin bên amadekirin. Van materyalan xwedan taybetmendiyên mekanîkî û biyolojîkî yên baş in.
Enerjiya biomass: Bi hilweşandin û hilweşandina selulozê re, ew dikare bibe şekirên fermentable ji bo hilberîna biyosûmêtên wekî biyoetanol, ku ji bo bidestxistina pêşkeftin û karanîna enerjiya nûvebar dibe alîkar.
Hilweşîna selulozê pêvajoyek tevlihev e ku gelek mekanîzmayên kîmyewî û laşî ve girêdayî ye. Şikilên îyonî, çareseriyên amino-oksîdan, pergalên LiCl-DMAc, çareseriyên asîda hîdrochlorîk / klorîdê zinc û enzîmên celolîtîk niha têne zanîn ku ji bo hilweşandina selulozê wekî ajanên bi bandor in. Her nûner mekanîzmaya hilweşandinê û qada serîlêdanê ya yekta xwe heye. Bi lêkolîna kûr a mekanîzmaya hilweşandina selulozê re, tê bawer kirin ku dê rêbazên hilweşandinê bikêrtir û hawirdorparêztir werin pêşve xistin, ku ji bo bikar anîn û pêşkeftina selulozê bêtir îmkan peyda dike.
Dema şandinê: Tîrmeh-09-2024