Cellеллюлоза - β-1,4-гликозидик бәйләнешләр белән тоташтырылган күп глюкоза берәмлекләреннән торган катлаулы полисахарид. Бу үсемлек күзәнәк стеналарының төп компоненты һәм үсемлек күзәнәк стеналарына көчле структур ярдәм һәм катгыйлык бирә. Озын целлюлоза молекуляр чылбыры һәм югары кристалллыгы аркасында ул нык тотрыклылыкка һәм эрүчәнлеккә ия.
1) Селлюлозаның үзенчәлекләре һәм эретүдә кыенлык
Cellеллюлозаның эретүен кыенлаштыручы түбәндәге үзлекләр бар:
Cryгары кристалллык: целлюлоза молекуляр чылбырлары водород бәйләнешләре һәм ван дер Вальс көчләре аша тыгыз такталар структурасын формалаштыралар.
Полимеризациянең югары дәрәҗәсе: целлюлозаның полимеризация дәрәҗәсе (ягъни молекуляр чылбырның озынлыгы) югары, гадәттә йөзләрчә меңнәрчә глюкоза берәмлекләре, молекуланың тотрыклылыгын арттыра.
Водород бәйләнеше челтәре: Водород бәйләнешләре целлюлоза молекуляр чылбырлары арасында һәм эчендә киң таралган, гомуми эретүчеләр тарафыннан юк ителү һәм эретү кыенлаша.
2) целлюлозаны эретә торган реагентлар
Хәзерге вакытта целлюлозаны эффектив эретә алган билгеле реагентлар түбәндәге категорияләрне үз эченә ала:
1. Ион сыеклыклары
Ион сыеклыклары - органик катионнардан һәм органик яки органик булмаган анионнардан торган сыеклыклар, гадәттә түбән үзгәрүчәнлек, югары җылылык тотрыклылыгы һәм югары көйләнеш. Кайбер ион сыеклыклары целлюлозаны эретә ала, һәм төп механизм - целлюлоза молекуляр чылбырлары арасындагы водород бәйләнешен өзү. Cellеллюлозаны эретә торган гомуми ион сыеклыклары:
1-Бутил-3-метилимидазолий хлорид ([BMIM] Cl): Бу ион сыеклыгы водород бәйләнешен кабул итүчеләр аша целлюлозадагы водород бәйләнешләре белән үзара бәйләнештә целлюлозаны эретә.
1-Этил-3-метилимидазолий асетат ([EMIM] [Ac]): Бу ион сыеклыгы чагыштырмача йомшак шартларда целлюлозаның югары концентрацияләрен эретә ала.
2. Амин оксидан эремәсе
Диетиламин (DEA) һәм бакыр хлоридның катнаш эремәсе кебек амин оксидан эремәсе [Cu (II) -аммоний эремәсе] дип атала, ул целлюлозаны эретә ала торган көчле эретүче система. Ул целлюлозаның кристалл структурасын оксидлаштыру һәм водород бәйләнеше аша җимерә, целлюлоза молекуляр чылбырын йомшак һәм эри.
3. Литий хлорид-диметилацетамид (LiCl-DMAc) системасы
LiCl-DMAc (литий хлорид-диметилацетамид) системасы - целлюлозаны эретү өчен классик ысулларның берсе. LiCl водород бәйләнешләре өчен конкуренция булдыра ала, шуның белән целлюлоза молекулалары арасындагы водород бәйләнеш челтәрен җимерә, ә DMAc эретүче буларак целлюлоза молекуляр чылбыры белән яхшы бәйләнештә була ала.
4. Гидрохлор кислотасы / цинк хлорид эремәсе
Гидрохлор кислотасы / цинк хлорид эремәсе - целлюлозаны эретә алган иртә ачылган реагент. Ул цинк хлорид һәм целлюлоза молекуляр чылбырлары арасында координация эффектын формалаштырып, целлюлозаны эретә ала, һәм гидрохлор кислотасы целлюлоза молекулалары арасындагы водород бәйләнешен җимерә. Ләкин, бу чишелеш җиһазларга бик коррозив һәм практик кулланмаларда чикләнгән.
5. Фибринолитик ферментлар
Фибринолитик ферментлар (целлюлазалар кебек) целлюлозаны кечерәк олигосакаридларга һәм моносахаридларга таркатуны катализацияләп эретәләр. Бу ысул биодеградация һәм биомассаны конверсияләү өлкәсендә киң кулланылышка ия, аны таркату процессы тулысынча химик эретү булмаса да, биокатализ ярдәмендә ирешелә.
3) целлюлозаны таркату механизмы
Төрле реагентларның целлюлозаны эретү өчен төрле механизмнары бар, ләкин, гомумән алганда, аларны ике төп механизмга бәйләргә мөмкин:
Водород бәйләнешләрен җимерү: водород бәйләнешен формалаштыру яки ионлы үзара бәйләнеш аша целлюлоза молекуляр чылбырлары арасындагы водород бәйләнешләрен юк итү, аны эретү.
Молекуляр чылбырны йомшарту: целлюлоза молекуляр чылбырларының йомшаклыгын арттыру һәм физик яки химик чаралар ярдәмендә молекуляр чылбырларның кристалллыгын киметү, алар эретеп эретү өчен.
4) Селлюлозаны таркатуның практик кулланмалары
Cellеллюлозаны таркату күп өлкәләрдә мөһим кушымталарга ия:
Cellеллюлоза туемнарын әзерләү: целлюлозаны эреткәннән соң, ул химик яктан үзгәртелергә мөмкин, целлюлоза эфирларын, целлюлоза эфирларын һәм азык-төлек, медицина, каплау һәм башка өлкәләрдә киң кулланылган башка туемнар.
Cellеллюлозага нигезләнгән материаллар: Эретелгән целлюлоза, целлюлоза нанофибрлары, целлюлоза мембраналары һәм башка материаллар кулланып әзерләнергә мөмкин. Бу материаллар яхшы механик үзлекләргә һәм биокомплективлыкка ия.
Биомасс энергиясе: целлюлозаны эретеп һәм деградацияләп, ул биоэтанол кебек биоягулык җитештерү өчен ачытылган шикәргә әверелергә мөмкин, бу яңартыла торган энергия үсешенә һәм кулланылышына ирешергә ярдәм итә.
Cellеллюлозаны таркату - күп химик һәм физик механизмнарны үз эченә алган катлаулы процесс. Ион сыеклыклары, аминоксидан эремәләре, LiCl-DMAc системалары, гидрохлор кислотасы / цинк хлорид эремәләре һәм целлолитик ферментлар целлюлозаны эретү өчен эффектив агент булып билгеле. Eachәр агентның үзенчәлекле таркату механизмы һәм куллану өлкәсе бар. Cellеллюлозаны таркату механизмын тирәнтен өйрәнү белән, целлюлозаны куллану һәм үстерү өчен күбрәк мөмкинлекләр биреп, эффектив һәм экологик чиста эретү ысуллары эшләнәчәк дип санала.
Пост вакыты: Июль-09-2024