Ny cellulose, polymère organika be indrindra eto an-tany, dia ampahany lehibe amin'ny biomass sy fitaovana indostrialy isan-karazany. Ny tsy fivadihana ara-drafitra miavaka dia miteraka fanamby amin'ny faharavanany mahomby, tena ilaina amin'ny fampiharana toy ny famokarana biofuel sy ny fitantanana ny fako. Ny peroxyde hydrogène (H2O2) dia nipoitra ho kandidà mety ho famongorana ny cellulose noho ny toetrany tsara amin'ny tontolo iainana sy ny fananana oxidizing.
Fampidirana:
Ny cellulose, polysaccharide ahitana singa glucose mifamatotra amin'ny fatorana β-1,4-glycosidic, dia singa ara-drafitra lehibe amin'ny rindrin'ny selan'ny zavamaniry. Ny habetsahan'ny biomass dia mahatonga azy ho loharano manintona ho an'ny indostria isan-karazany, ao anatin'izany ny taratasy sy ny pulp, ny lamba ary ny bioenergy. Na izany aza, ny tambajotra fatorana hydrogène matanjaka ao anatin'ny fibrils cellulose dia mahatohitra ny fandravana amin'ny ankamaroan'ny solvents, mametraka fanamby amin'ny fampiasana sy fanodinana azy.
Ny fomba nentim-paharazana amin'ny famongorana ny cellulose dia misy fepetra henjana, toy ny asidra mivondrona na ranon-javatra ionika, izay matetika mifandray amin'ny olana ara-tontolo iainana sy ny fanjifana angovo. Mifanohitra amin'izany kosa, ny peroxyde hydrogène dia manolotra safidy azo antoka noho ny toetra maha-oxidizing azy sy ny mety ho fanodinana cellulose amin'ny tontolo iainana. Ity lahatsoratra ity dia mandalina ny fomba fiasan'ny hydrogen peroxide-mediated cellulose dissolution ary manombana ny fahombiazany sy ny fampiharana azy.
Mekanisma famongorana ny cellulose amin'ny peroxyde hydrogène:
Ny famongorana ny cellulose amin'ny peroxyde hydrogène dia misy fanehoan-kevitra simika sarotra, indrindra fa ny famotsorana ny fatoran'ny glycosidic sy ny fanakorontanana ny fifamatorana hidrozenina intermolecular. Ny dingana dia matetika amin'ny alalan'ny dingana manaraka ireto:
Oksidin'ny vondrona hydroxyl: Ny peroxyde hydrogène dia mihetsika miaraka amin'ny vondrona hydroxyl cellulose, mitarika amin'ny fiforonan'ny radical hydroxyl (•OH) amin'ny alàlan'ny fanehoan-kevitra toy ny Fenton na Fenton eo anatrehan'ny ion metaly tetezamita. Ireo radika ireo dia manafika ny fatoran'ny glycosidic, manomboka ny fihenjanana rojo ary miteraka sombiny cellulose fohy kokoa.
Fanakorontanana ny fatoran'ny hydrogène: Ny radika hydroxyl koa dia manakorontana ny tamba-jotra fatorana hidrôzenina eo anelanelan'ny rojo cellulose, manalefaka ny rafitra ankapobeny ary manamora ny famahana.
Fiforonan'ny derivatives mety levona: Ny fahapotehan'ny oxidative ny cellulose dia miteraka fiforonan'ny mpanelanelana mety levona anaty rano, toy ny asidra karboksilika, aldehydes ary ketôna. Ireo derivatives ireo dia mandray anjara amin'ny dingan'ny famongorana amin'ny fampitomboana ny solubility sy ny fampihenana ny viscosity.
Depolymerization sy Fragmentation: Ny oxidation sy ny cleavage fanehoan-kevitra fanampiny dia mitarika amin'ny depolymerization ny rojo cellulose ho oligomer fohy kokoa ary amin'ny farany amin'ny siramamy azo levona na vokatra molekiola ambany kokoa.
Antony misy fiantraikany amin'ny famongorana ny cellulose amin'ny peroxyde hydrogène:
Ny fahombiazan'ny famongorana ny cellulose amin'ny fampiasana peroxyde hydrogène dia misy fiantraikany amin'ny lafin-javatra samihafa, ao anatin'izany:
Ny fifantohana amin'ny peroxyde hydrogène: Ny fatran'ny peroxyde hydrogène ambony kokoa dia miteraka haingana kokoa ny tahan'ny fanehoan-kevitra sy ny fahasimban'ny cellulose. Na izany aza, ny fifantohana be loatra dia mety hitarika ho amin'ny fanehoan-kevitra na voka-dratsy tsy ilaina.
pH sy ny mari-pana: Ny pH amin'ny haino aman-jery dia misy fiantraikany amin'ny famokarana radika hydroxyl sy ny fahamarinan'ny derivatives cellulose. Ny toe-piainana asidra antonony (pH 3-5) dia matetika no tiana mba hanatsarana ny famahana ny cellulose tsy misy fahasimbana lehibe. Fanampin'izany, misy fiantraikany amin'ny kinetika fanehoan-kevitra ny mari-pana, miaraka amin'ny maripana ambony amin'ny ankapobeny manafaingana ny fizotran'ny fandravana.
Ny fisian'ny Catalysts: Ny ion metaly tetezamita, toy ny vy na varahina, dia afaka mampiakatra ny fanimbana ny peroxyde hydrogène ary manatsara ny fananganana radika hydroxyl. Na izany aza, ny safidin'ny catalyst sy ny fifantohana dia tsy maintsy amboarina tsara mba hampihenana ny fanehoan-kevitra amin'ny lafiny iray ary hiantohana ny kalitaon'ny vokatra.
Morphologie cellulose sy kristaly: Ny fidirana amin'ny rojo cellulose amin'ny peroxyde hydrogène sy ny radical hydroxyl dia misy fiantraikany amin'ny morphologie sy ny firafitry ny kristaly. Ny faritra amorphous dia mora simba kokoa noho ny sehatra kristaly be dia be, mila fikarakarana mialoha na fanovana paikady hanatsarana ny fidirana.
Ny tombony sy ny fampiasana ny peroxyde hydrogène amin'ny famongorana ny cellulose:
Ny peroxyde hydrogène dia manome tombony maromaro amin'ny famongorana ny cellulose raha oharina amin'ny fomba mahazatra:
Fifanarahana amin'ny tontolo iainana: Tsy toy ny akora simika mahery vaika toy ny asidra solifara na solvent misy chlorinated, ny peroxyde hydrogène dia somary malemy ary mivadika ho rano sy oksizenina amin'ny toe-javatra malefaka. Io toetra mahasarika ny tontolo iainana io no mahatonga azy ho mety amin'ny fanodinana sela sy fako maharitra.
Fihetseham-pihetseham-po malefaka: Ny famongorana ny cellulose amin'ny peroxyde hydrogène dia azo atao amin'ny toe-javatra malefaka amin'ny mari-pana sy ny tsindry, mampihena ny fandaniana angovo sy ny fandaniana amin'ny asa raha oharina amin'ny hydrolysis asidra amin'ny hafanana na ny fitsaboana ranon-javatra ionika.
Oxidation Selective: Ny fatorana oxidative amin'ny fatoran'ny glycosidic amin'ny peroxyde hydrogène dia azo fehezina amin'ny lafiny sasany, mamela ny fanovana mifantina ny rojo cellulose sy ny famokarana derivatives mifanaraka amin'ny toetra manokana.
Fampiharana isan-karazany: Ny derivative cellulose azo levona azo avy amin'ny famongorana ny peroxyde hydrogène-mediated dia azo ampiasaina amin'ny sehatra isan-karazany, ao anatin'izany ny famokarana biofuel, fitaovana miasa, fitaovana biomedical ary fitsaboana rano maloto.
Fanamby sy lalana ho avy:
Na dia eo aza ny toetra mahavelona azy, ny famongorana ny cellulose azo avy amin'ny peroxyde hydrogène dia miatrika fanamby maro sy sehatra tokony hohatsaraina:
Ny fifantenana sy ny vokatra: Ny fahazoana vokatra avo lenta amin'ny derivative cellulose mety levona miaraka amin'ny fanehoan-kevitra faran'izay kely dia mbola fanamby, indrindra ho an'ny famatsiana biomass sarotra misy lignin sy hemicellulose.
Fanamafisana sy fampifandraisana ny dingana: Ny fampitomboana ny fizotran'ny cellulose mifototra amin'ny peroxyde hydrogène mankany amin'ny ambaratonga indostrialy dia mitaky fandinihana tsara ny famolavolana reactor, ny fanarenana ny solvent ary ny dingana fanodinana midina mba hiantohana ny fahavelomana ara-toekarena sy ny tontolo iainana.
Fampandrosoana ny Catalyst: Ny famolavolana catalysts mahomby ho an'ny fampahavitrihana ny peroxyde hydrogène sy ny oxidation cellulose dia tena ilaina amin'ny fanatsarana ny tahan'ny fanehoan-kevitra sy ny fifantenana ary ny fampihenana ny fampidinana catalyst sy ny fananganana vokatra.
Fanamafisana ny vokatra avy amin'ny vokatra: Ny paikadin'ny fanamafisana ny vokatra avy amin'ny vokatra mandritra ny famongorana ny cellulose amin'ny peroxyde hydrogène-mediated cellulose, toy ny asidra karboksilika na siramamy oligomeric, dia mety hanatsara kokoa ny faharetana amin'ny ankapobeny sy ny fahavelomana ara-toekarena amin'ny dingana.
Ny peroxyde hydrogène dia manana fampanantenana manan-danja ho toy ny solvent maitso sy versatile ho an'ny famongorana ny cellulose, manome tombony toy ny fifanentanana amin'ny tontolo iainana, ny toetry ny fanehoan-kevitra malefaka ary ny oxidation mifantina. Na dia eo aza ny fanamby mitohy, ny ezaka fikarohana mitohy dia mikendry ny hanazava ny rafitra fototra, ny fanatsarana ny mari-pamantarana fanehoan-kevitra ary ny fikarohana ny fampiharana vaovao dia hanatsara kokoa ny fahafaha-manao sy ny faharetan'ny dingana mifototra amin'ny peroxyde hydrogène ho an'ny valorization cellulose.
Fotoana fandefasana: Apr-10-2024