Cellulose, o le polymer organic sili ona tele i luga o le fogaeleele, e aofia ai se vaega taua o meaola ma mea tau alamanuia eseese.O lona tulaga lelei atoatoa e tula'i mai ai lu'itau mo lona malepe lelei, e taua tele mo fa'aoga e pei o le gaosiga o le suauu ma le fa'aogaina o otaota.O le hydrogen peroxide (H2O2) ua tula'i mai e avea ma sui tauva mo le fa'amavaeina o le cellulose ona o lona natura lelei ma le fa'ama'i.
Folasaga:
Cellulose, o se polysaccharide e fausia i iunite kulukose o loʻo fesoʻotaʻi i fusi β-1,4-glycosidic, o se vaega tele faʻavae i totonu o puipui sela laau.O le tele o le biomass ua avea ai ma punaoa faatosina mo pisinisi eseese, e aofia ai pepa ma pulupulu, ie, ma bioenergy.Ae ui i lea, o le malosi o le fa'aogaina o le hydrogen i totonu o fibrils cellulose e mafai ai ona tete'e i le fa'amavaeina i le tele o solvents, ma avea ma lu'itau mo lona fa'aoga lelei ma toe fa'aaogaina.
O auala masani mo le fa'amavaeina o le cellulose e aofia ai tulaga faigata, e pei o acids concentrated po'o vai ionic, lea e masani ona fesoʻotaʻi ma popolega o le siosiomaga ma le maualuga o le malosi.I se fa'atusatusaga, o le hydrogen peroxyide e ofoina atu se suiga lelei ona o lona natura fa'ama'i fa'ama'i ma le gafatia mo le fa'aogaina o le cellulose.O lenei pepa o lo'o su'esu'e i faiga fa'avae ole hydrogen peroxide-mediated cellulose dissolution ma iloilo lona aoga ma le fa'aogaina.
Mechanism of Cellulose Dissolution by Hydrogen Peroxide:
O le fa'amavaeina o le cellulose e ala i le hydrogen peroxyide e aofia ai fa'alavelave fa'alavelave fa'alavelave, fa'apea le fa'ama'i fa'ama'i fa'ama'i o noataga glycosidic ma fa'alavelaveina le so'oga o le hydrogen intermolecular.O le fa'agasologa e masani ona fa'agasolo i laasaga nei:
Oxidation of Hydroxyl Groups: O le hydrogen peroxide e tali atu i vaega o le cellulose hydroxyl, e oʻo atu ai i le faʻavaeina o vailaʻau hydroxyl (• OH) e ala i Fenton poʻo Fenton-pei o gaioiga i le i ai o le uʻamea suiga.O nei radicals e osofaʻia fusi glycosidic, amataina le vavaeina o filifili ma faʻatupuina ni vaega pupuu o le cellulose.
Faʻalavelaveina o le Faʻamauina o le Hydrogen: E faʻalavelaveina foʻi e le Hydroxyl radical le fesoʻotaʻiga o le hydrogen i le va o filifili cellulose, faʻavaivaia le fausaga atoa ma faʻafaigofie le fofo.
Fausiaina o mea e mafai ona solu: O le faʻaleagaina o le oxidative o le cellulose e mafua ai le faʻavaeina o vai-soluble intermediates, e pei ole carboxylic acids, aldehydes, ma ketones.O nei mea e maua mai e saofagā i le faʻamavaega e ala i le faʻateleina o le solubility ma faʻaitiitia le viscosity.
Depolymerization ma Fragmentation: O isi oxidation ma cleavage reactions e taitai atu ai i le depolymerization o filifili cellulose i oligomers pupuu ma iu ai i suka soluble po o isi oloa maualalo-mole-mamafa.
Mea e A'afia ai le Hydrogen Peroxide-Mediated Cellulose Dissolution:
O le lelei o le faʻamavaeina o le cellulose e faʻaaoga ai le hydrogen peroxide e aʻafia i itu eseese, e aofia ai:
Fa'asa'o ole Hydrogen Peroxide: O le maualuga o le fa'aogaina o le hydrogen peroxyide e masani lava ona i'u ai i le vave o le tali atu ma le tele o le fa'aleagaina o le cellulose.Ae ui i lea, o le maualuga tele o fa'a'ai e mafai ona o'o atu ai i fa'alavelave fa'aletonu po'o mea e le mana'omia.
pH ma le vevela: O le pH o le tali faʻafefe e aʻafia ai le faʻatupuina o vailaʻau hydroxyl ma le mautu o mea e maua mai i le cellulose.Tulaga gaogao feololo (pH 3-5) e masani ona mana'omia e fa'aleleia ai le solulose ole sela e aunoa ma se fa'aleagaina tele.E le gata i lea, o le vevela e a'afia ai kinetics tali, faatasi ai ma le maualuga o le vevela e masani ona faatelevaveina le faagasologa o le fa'amavae.
Fa'atasi o Catalysts: Transition metal ions, e pei o le uʻamea poʻo le kopa, e mafai ona faʻapipiʻiina le faʻaleagaina o le hydrogen peroxyide ma faʻaleleia ai le faʻavaeina o radical hydroxyl.Ae ui i lea, o le filifiliga o le catalyst ma lona faʻatonuga e tatau ona faʻamalieina ma le faʻaeteete ina ia faʻaitiitia ai faʻalavelave itu ma faʻamautinoa le lelei o oloa.
Cellulose Morphology ma Crystallinity: O le avanoa o filifili cellulose i hydrogen peroxyide ma hydroxyl radicals e a'afia i le morphology o mea ma le fausaga tioata.O itulagi Amorphous e sili atu ona faigofie i le fa'aleagaina nai lo vaega sili ona tioata, e mana'omia ai togafitiga muamua po'o suiga suiga e fa'aleleia atili ai le avanoa.
Tulaga lelei ma le faʻaogaina ole Hydrogen Peroxide ile Cellulose Dissolution:
O le hydrogen peroxide e ofoina atu le tele o mea lelei mo le faʻamavaeina o le cellulose pe a faʻatusatusa i metotia masani:
Fegalegaleaiga Fa'alesiosiomaga: E le pei o vaila'au malosi e pei ole sulfuric acid po'o solvents chlorinated, ole hydrogen peroxyide e fa'aletonu ma pala ile vai ma le okesene i lalo ole tulaga malu.O lenei uiga fa'alelei le si'osi'omaga e talafeagai ai mo le fa'agaioiina o le cellulose ma le fa'aleleia o otaota.
Tulaga Fa'agofie: Ole fa'amavaeina ole cellulose ole hydrogen peroxide e mafai ona faia i lalo ole tulaga malu ole vevela ma le mamafa, fa'aitiitia ai le fa'aaogaina o le malosi ma tau fa'agaioiga pe a fa'atusatusa i le maualuga o le vevela o le acid hydrolysis po'o togafitiga vai ionic.
Oxidation Filifilia: O le oxidative cleavage o glycosidic bonds e hydrogen peroxide e mafai ona pulea i nisi itu, e mafai ai mo le filifilia o suiga o filifili cellulose ma le gaosiga o mea faʻapitoa faʻatasi ma mea faʻapitoa.
Talosaga Tele: Ole soluble cellulose derivatives maua mai le hydrogen peroxide-mediated dissolution e mafai ona fa'aoga i matā'upu eseese, e aofia ai le gaosiga o le biofuel, mea aoga, masini biomedical, ma vai otaota.
Lu'i ma Fa'atonuga i le Lumana'i:
E ui lava i ona uiga lelei, o le faʻamavaeina o le cellulose o le hydrogen peroxide e feagai ma le tele o luitau ma vaega mo le faʻaleleia:
Filifiliga ma Fa'afuaaga: O le ausiaina o fua maualuga o mea e maua mai i le cellulose e mafai ona solu ma le la'ititi o le itu e fa'aalia o lo'o tumau pea le lu'itau, ae maise lava mo mea fafaga lavelave o lo'o i ai le lignin ma le hemicellulose.
Fa'ateleina ma Fa'agasologa Fa'atasi: O le fa'atuputeleina o le fa'aogaina o le cellulose e fa'atatau i le hydrogen peroxide i tulaga tau alamanuia e mana'omia ai le iloiloga ma le toto'a o le fa'ata'otoga o le reactor, toe fa'aleleia o le solvent, ma le fa'agaoioiga i lalo e fa'amautinoa ai le gafatia o le tamaoaiga ma le fa'atumauina o le si'osi'omaga.
Atina'e Catalyst: O le mamanu o catalysts lelei mo le fa'agaoioia o le hydrogen peroxide ma le cellulose oxidation e taua tele mo le fa'aleleia atili o le tali ma le filifilia a'o fa'aitiitia le utaina o le catalyst ma le fa'avaeina o oloa.
Fa'atauaina o Mea Fa'alaiti: Ta'iala mo le fa'atauaina o oloa fa'ato'a fa'atupuina i le taimi o le fa'amavaeina o le cellulose e pei o le carboxylic acids po'o le oligomeric sugars, e mafai ona fa'alautele atili ai le fa'atumauina ma le fa'atamaoaigaina o le gaioiga.
O le hydrogen peroxide o lo'o i ai se folafolaga taua e avea o se vaimea lanu meamata ma sili ona lelei mo le fa'amavaeina o le cellulose, e ofoina atu tulaga lelei e pei o le fetaui lelei o le siosiomaga, tulaga malie o tali, ma le fa'ama'iina filifilia.E ui lava i lu'itau faifaipea, o le fa'aauauina o taumafaiga su'esu'e e fa'atatau i le fa'amalamalamaina o faiga fa'avae, fa'ata'ita'iina o fa'asologa o tali, ma le su'esu'eina o fa'aoga fou o le a fa'aleleia atili ai le fa'aogaina ma le fa'aauauina o faiga fa'avae o le hydrogen peroxide mo le fa'amalosiina o le cellulose.
Taimi meli: Apr-10-2024