Yer üzündəki ən bol üzvi polimer, biokütlə və müxtəlif sənaye materiallarının əhəmiyyətli bir hissəsini təşkil edir. Onun əlamətdar struktur bütövlüyü, bioyanma istehsalı və tullantıların idarə olunması kimi tətbiqlər üçün çox vacib olan, səmərəli parçalanma üçün çətinliklər yaradır. Hidrogen peroksid (H2O2) ekoloji cəhətdən təbiəti və oksidləşdirici xüsusiyyətləri səbəbindən selüloz deludoltion üçün potensial namizəd kimi ortaya çıxdı.
Giriş:
Selüloza, β-1,4-GlikoSidic istiqrazları ilə əlaqəli qlükoza bölmələrindən ibarət polylose, bitki hüceyrə divarlarında böyük bir quruluş komponentidir. Biokassdakı bolluğu, kağız və pulpa, toxuculuq və bioenerji də daxil olmaqla müxtəlif sənaye sahələri üçün cəlbedici bir qaynaq yaradır. Bununla birlikdə, selüloz fibrilləri daxilində möhkəm hidrogen bağlama şəbəkəsi əksər həlledicilərdə dağılmağa davamlıdır, səmərəli istifadə və təkrar istifadə üçün çətinliklər yaradır.
Selüloz deludolu üçün ənənəvi üsullar, əksər hallarda ətraf mühitin narahatlığı və yüksək enerji istehlakı ilə əlaqəli olan konsentrat turşular və ya ion mayeləri kimi sərt şərtləri əhatə edir. Bunun əksinə olaraq, hidrogen peroksidinin mülayim oksidləşdirici təbiəti və ekoloji cəhətdən təmiz selüloz emalı üçün potensialı səbəbindən perspektivli alternativ təklif edir. Bu kağız hidrogen peroksidli vasitə edilmiş selüloz delulozu olan mexanizmlərə daxil olur və effektivliyini və praktik tətbiqlərini qiymətləndirir.
Hidrogen peroksid ilə selüloz döl mexanizmləri:
Hidrogen peroksid tərəfindən selülozun ləğvi mürəkkəb kimyəvi reaksiyalar, ilk növbədə glycosmik istiqrazların oksidləşdirici parçalanmasını və intermolekulyar hidrogen bağlamasının pozulmasını əhatə edir. Proses adətən aşağıdakı addımlarla gəlir:
Hydroksil qruplarının oksidləşməsi: hidrogen peroksid, hidrozozlu hidrokil qrupları ilə reaksiya verir, hidroksil radikallarının (• oh), Fenton və ya Keçid Metal ionlarının iştirakı ilə Fenton-a bənzər reaksiyaların formalaşmasına səbəb olur. Bu radikallar, zəncirvari smission və daha qısa selüloz fraqmentləri yaratmaq üçün glikosidic istiqrazlara hücum edir.
Hidrogen bağlamasının pozulması: hidroksil radikalları, həmçinin selüloz zəncirləri arasındakı hidrogen bağlama şəbəkəsini də pozur, ümumi quruluşu zəifləyir və həllini asanlaşdırır.
Südlü törəmələrin meydana gəlməsi: karboksilik turşuları, aldehidlər və ketonlar kimi suda həll olunan vasitəçilərin meydana gəlməsində selüloz pozulması nəticəsində oksidləşdirici pozulması. Bu törəmələr həll və viskozity azaltmaqla dağılma prosesinə töhfə verir.
Depolymerizasiya və parçalanma və daha da oksidləşmə və parçalanma reaksiyaları selüloz zəncirlərinin selüloz zəncirlərinin depolyzizizasiyasına səbəb olur və nəticədə şəkər və ya digər aşağı molekulyar çəkilər üçün həll olunur.
Hidrogen peroksidli vasitə edilmiş selüloz həll edən selüloza təsir edən amillər:
Hidrogen peroksiddən istifadə edən selüloz dağılmasının səmərəliliyi müxtəlif amillərdən təsirlənir, o cümlədən:
Hidrogen peroksidinin konsentrasiyası: hidrogen peroksidinin daha yüksək konsentrasiyası adətən daha sürətli reaksiya dərəcələri və daha geniş selüloz deqradasiyası ilə nəticələnir. Bununla birlikdə, həddindən artıq yüksək konsentrasiyalar yan reaksiyalara və ya arzuolunmaz məhsullara səbəb ola bilər.
PH və temperatur: reaksiya orta, hidroksil radikallarının nəslinə və selüloz törəmələrinin sabitliyinə təsir göstərir. Orta dərəcədə turşu şərtləri (pH 3-5), çox vaxt selüloz həllini əhəmiyyətli dərəcədə deqradasiya olmadan artırmaq üçün üstünlük verilir. Bundan əlavə, temperatur reaksiya kinetikası, ümumiyyətlə delikolution prosesini sürətləndirən daha yüksək temperaturla təsir göstərir.
Katalizatorların olması: Dəmir və ya mis kimi keçid metal ionları hidrogen peroksidin parçalanmasını katalizləşdirə və hidroksil radikallarının meydana gəlməsini artıra bilər. Bununla birlikdə, katalizator və onun konsentrasiyası yan reaksiyaları minimuma endirmək və məhsulun keyfiyyətini təmin etmək üçün diqqətlə optimallaşdırılmalıdır.
Selüloz morfologiyası və kristalilik: selüloz zəncirlərinin hidrogen peroksidinə və hidroksil radikallarına daxil olması materialın morfologiyası və kristal quruluşu təsir edir. Amorf bölgələri yüksək kristal domenlərdən daha çox həssasdır, əlçatanlığı yaxşılaşdırmaq üçün əvvəlcədən müalicə və ya modifikasiya strategiyalarını zəruri edir.
Selüloz dağılmasında hidrogen peroksidin üstünlükləri və tətbiqləri:
Hydrogen peroksid şərti metodlarla müqayisədə selüloz delifoltion üçün bir neçə üstünlük təklif edir:
Ətraf Mühitin Uyğunluğu: Kükürd turşusu və ya xlorlu həlledicilər kimi sərt kimyəvi maddələrdən fərqli olaraq, hidrogen peroksid nisbətən yaxşıdır və yüngül şəraitdə su və oksigen parçalayır. Bu ekoloji cəhətdən təmiz xarakterik, davamlı selüloz emalı və tullantıların təmizlənməsi üçün uyğundur.
Yüngül reaksiya şəraiti: Hidrogen peroksidli vasitəçilik selüloz delulozu, yüksək temperatur turşusu hidrolizi və ya ion maye müalicəsi ilə müqayisədə enerji istehlakının və əməliyyat xərclərinin azaldılması, mülayim bir temperatur və təzyiq şəraitində aparıla bilər.
Seçici oksidləşmə: hidrogen peroksid tərəfindən glikoSid istiqrazlarının oksidləşdirici parçalanması müəyyən dərəcədə idarə edilə bilər, selüloz zəncirlərinin seçmə modifikasiyasına və xüsusi xüsusiyyətləri olan xüsusi törəmələrin istehsalına imkan verir.
Çox yönlü tətbiqlər: Hidrogen peroksidli vasitəçilikdən çıxarılan həll olunan selüloz törəmələri, biofuel istehsalı, funksional materialları, biotibbi cihazlar və çirkab suları da daxil olmaqla müxtəlif sahələrdə potensial tətbiqlərə malikdir.
Çağırışlar və gələcək istiqamətlər:
Ən perspektivli atributlarına baxmayaraq, hidrogen peroksidli vasitəçi selüloz delulozu bir neçə çətinlik və inkişaf üçün sahələrlə üzləşir:
Seçimlik və məhsuldarlıq: Minimum yan reaksiyalar olan həlledici selüloz törəmələrinin yüksək məhsuldarlığına nail olmaq, xüsusən lignin və hemikellüloz olan mürəkkəb biokütlə yemi üçün bir problem olaraq qalır.
Ölçmə və proses inteqrasiyası: Hidrogen peroksid əsaslı selüloza əsaslanan selüloz döl proseslərinin genişlənməsi, internat dizaynının, həlledici bərpa və ekoloji dayanıqlığı təmin etmək üçün bərpaedici bərpa və aşağı işləmə addımlarını tələb edir.
Katalizatorun inkişafı: Hidrogen peroksidinin aktivləşdirilməsi və selüloz oksidləşməsi üçün səmərəli katalizatorların dizaynı, katalizatorun yüklənməsi və məhsul formalaşmasını minimuma endirərkən reaksiya dərəcələrini və seçicilik artırmaq üçün vacibdir.
Yan məhsulların qiymətləndirilməsi: Karboksilik turşuları və ya oligomerik şəkər kimi hidrogen peroksid selüloz delulozu zamanı yaranan məhsulların qiymətləndirilməsi strategiyaları, prosesin ümumi davamlılığını və iqtisadi cəhətlülüyünü daha da artıra bilər.
Hidrogen peroksid, ekoloji uyğunluq, mülayim reaksiya şəraiti və selektiv oksidləşmə kimi üstünlükləri təklif edən, selüloz delulution üçün yaşıl və çox yönlü bir həlledici kimi əlamətdar vəd edir. Davam edən çətinliklərə baxmayaraq, əsas mexanizmləri izah etmək, reaksiya parametrlərini optimallaşdırmağa yönəltməyə və roman tətbiqlərini araşdırmaq, hidrogen peroksid əsaslı proseslərin, selüloz dəyərləndirmə prosesinin texniki-iqtisadi əsaslandırılmasını və davamlılığını daha da artıracaqdır.
Time vaxt: Apr-10-2024