Cellulose jẹ polysaccharide ti o nipọn ti o ni ọpọlọpọ awọn ẹyọ glukosi ti o ni asopọ nipasẹ awọn ifunmọ β-1,4-glycosidic. O jẹ paati akọkọ ti awọn odi sẹẹli ọgbin ati fun awọn odi sẹẹli ọgbin ni atilẹyin igbekalẹ to lagbara ati lile. Nitori ẹwọn molikula cellulose gigun ati crystallinity giga, o ni iduroṣinṣin to lagbara ati insolubleness.
(1) Awọn ohun-ini ti cellulose ati iṣoro ni tituka
Cellulose ni awọn ohun-ini wọnyi ti o jẹ ki o ṣoro lati tu:
Kristalinti giga: Awọn ẹwọn molikula cellulose ṣe agbekalẹ ọna ti o ni wiwọ nipasẹ awọn ifunmọ hydrogen ati awọn ologun van der Waals.
Iwọn giga ti polymerization: Iwọn ti polymerization (ie ipari ti pq molikula) ti cellulose jẹ giga, nigbagbogbo lati awọn ọgọọgọrun si ẹgbẹẹgbẹrun awọn ẹya glukosi, eyiti o mu iduroṣinṣin ti moleku naa pọ si.
Nẹtiwọọki asopọ hydrogen: Awọn iwe ifowopamọ hydrogen wa laarin ati laarin awọn ẹwọn molikula cellulose, ti o jẹ ki o ṣoro lati parun ati tuka nipasẹ awọn olomi gbogbogbo.
(2) Reagents ti o tu cellulose
Lọwọlọwọ, awọn reagents ti a mọ ti o le tu cellulose ni imunadoko ni akọkọ pẹlu awọn ẹka wọnyi:
1. Ionic olomi
Awọn olomi Ionic jẹ awọn olomi ti o ni awọn cations Organic ati Organic tabi awọn anions inorganic, nigbagbogbo pẹlu ailagbara kekere, iduroṣinṣin igbona giga ati ṣatunṣe giga. Diẹ ninu awọn olomi ionic le tu cellulose, ati ẹrọ akọkọ ni lati fọ awọn asopọ hydrogen laarin awọn ẹwọn molikula cellulose. Awọn olomi ionic ti o wọpọ ti o tu cellulose pẹlu:
1-Butyl-3-methylimidazolium kiloraidi ([BMIM] Cl): Omi ionic yii n tu cellulose nipasẹ ibaraṣepọ pẹlu awọn asopọ hydrogen ni cellulose nipasẹ awọn olugba asopọ hydrogen.
1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM] [Ac]): Omi ionic yii le tu awọn ifọkansi giga ti cellulose labẹ awọn ipo kekere.
2. Amine oxidant ojutu
Ojutu oxidant Amine gẹgẹbi ojutu alapọpọ ti diethylamine (DEA) ati kiloraidi Ejò ni a pe ni [Cu (II) -ammonium ojutu], eyiti o jẹ eto epo ti o lagbara ti o le tu cellulose. O npa ọna ti gara ti cellulose run nipasẹ ifoyina ati isunmọ hydrogen, ṣiṣe pq molikula cellulose rirọ ati tiotuka diẹ sii.
3. Litiumu kiloraidi-dimethylacetamide (LiCl-DMAc) eto
Eto LiCl-DMAc (litiumu kiloraidi-dimethylacetamide) jẹ ọkan ninu awọn ọna alailẹgbẹ fun itu cellulose. LiCl le ṣe idije kan fun awọn iwe ifowopamosi hydrogen, nitorinaa ba nẹtiwọọki mnu hydrogen jẹ laarin awọn ohun elo sẹẹli, lakoko ti DMAC bi ohun elo epo le ṣe ajọṣepọ daradara pẹlu pq molikula cellulose.
4. Hydrochloric acid / zinc kiloraidi ojutu
Ojutu hydrochloric acid/sinkii kiloraidi jẹ ẹya reagent ti a ṣe awari ni kutukutu ti o le tu cellulose. O le tu cellulose nipa dida ipa isọdọkan laarin zinc kiloraidi ati awọn ẹwọn molikula cellulose, ati acid hydrochloric ti npa awọn asopọ hydrogen run laarin awọn sẹẹli cellulose. Sibẹsibẹ, ojutu yii jẹ ibajẹ pupọ si ohun elo ati pe o ni opin ni awọn ohun elo to wulo.
5. Awọn enzymu Fibrinolytic
Awọn enzymu Fibrinolytic (gẹgẹbi awọn sẹẹli) tu cellulose nipa jijẹ jijẹ cellulose sinu awọn oligosaccharides kekere ati awọn monosaccharides. Ọna yii ni ọpọlọpọ awọn ohun elo ni awọn aaye ti biodegradation ati iyipada biomass, botilẹjẹpe ilana itusilẹ rẹ kii ṣe itusilẹ kemikali patapata, ṣugbọn o waye nipasẹ biocatalysis.
(3) Mechanism ti cellulose itu
Awọn reagents oriṣiriṣi ni awọn ọna oriṣiriṣi fun itusilẹ cellulose, ṣugbọn ni gbogbogbo wọn le jẹ ikasi si awọn ẹrọ akọkọ meji:
Iparun awọn ifunmọ hydrogen: Piparun awọn ifunmọ hydrogen laarin awọn ẹwọn molikula cellulose nipasẹ idasile isunmọ hydrogen ifigagbaga tabi ibaraenisepo ionic, ṣiṣe ni tiotuka.
Isinmi pq molikula: Jijẹ rirọ ti awọn ẹwọn molikula cellulose ati idinku crystallinity ti awọn ẹwọn molikula nipasẹ awọn ọna ti ara tabi kemikali, ki wọn le ni tituka ni awọn olomi.
(4) Awọn ohun elo ti o wulo ti itu cellulose
Itu Cellulose ni awọn ohun elo pataki ni ọpọlọpọ awọn aaye:
Igbaradi ti awọn itọsẹ cellulose: Lẹhin tituka cellulose, o le ṣe atunṣe kemikali siwaju sii lati ṣeto awọn ethers cellulose, cellulose esters ati awọn itọsẹ miiran, eyiti a lo ni lilo pupọ ni ounjẹ, oogun, awọn aṣọ ati awọn aaye miiran.
Awọn ohun elo ti o da lori Cellulose: Lilo cellulose ti a tuka, cellulose nanofibers, awọn membran cellulose ati awọn ohun elo miiran le ṣee pese. Awọn ohun elo wọnyi ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara ati biocompatibility.
Agbara Biomass: Nipa itusilẹ ati idinku cellulose, o le ṣe iyipada si awọn sugars fermentable fun iṣelọpọ awọn ohun elo biofuels gẹgẹbi bioethanol, eyiti o ṣe iranlọwọ lati ṣaṣeyọri idagbasoke ati lilo agbara isọdọtun.
Itu cellulose jẹ ilana ti o nipọn ti o kan ọpọlọpọ awọn kemikali ati awọn ilana ti ara. Ionic olomi, amino oxidant solusan, LiCl-DMAc awọn ọna šiše, hydrochloric acid/zinc kiloraidi solusan ati cellolytic ensaemusi ti wa ni Lọwọlọwọ mọ lati wa ni munadoko òjíṣẹ fun itu cellulose. Aṣoju kọọkan ni ẹrọ itusilẹ alailẹgbẹ tirẹ ati aaye ohun elo. Pẹlu iwadi ti o jinlẹ ti ẹrọ itusilẹ cellulose, o gbagbọ pe diẹ sii daradara ati awọn ọna itusilẹ ore ayika yoo ni idagbasoke, pese awọn aye diẹ sii fun lilo ati idagbasoke ti cellulose.
Akoko ifiweranṣẹ: Jul-09-2024