පෘථිවියේ බහුලවම ඇති කාබනික බහු අවයවකය වන සෙලියුලෝස් ජෛව ස්කන්ධයෙන් සහ විවිධ කාර්මික ද්‍රව්‍යවලින් සැලකිය යුතු කොටසක් සමන්විත වේ. එහි කැපී පෙනෙන ව්‍යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව එහි කාර්යක්ෂම බිඳවැටීම සඳහා අභියෝග මතු කරයි, ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනය සහ අපද්‍රව්‍ය කළමනාකරණය වැනි යෙදුම් සඳහා තීරණාත්මක වේ. හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් (H2O2) එහි පරිසර හිතකාමී ස්වභාවය සහ ඔක්සිකාරක ගුණ හේතුවෙන් සෙලියුලෝස් ද්රාවණය සඳහා විභව අපේක්ෂකයෙකු ලෙස මතු වී ඇත.
හැඳින්වීම:
සෙලියුලෝස්, β-1,4-ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වූ ග්ලූකෝස් ඒකක වලින් සමන්විත පොලිසැකරයිඩයක්, ශාක සෛල බිත්තිවල ප්‍රධාන ව්‍යුහාත්මක සංරචකයකි. එහි ජෛව ස්කන්ධ බහුල වීම කඩදාසි සහ පල්ප්, රෙදිපිළි සහ ජෛව බලශක්තිය ඇතුළු විවිධ කර්මාන්ත සඳහා ආකර්ශනීය සම්පතක් බවට පත් කරයි. කෙසේ වෙතත්, සෙලියුලෝස් ෆයිබ්‍රිල් තුළ ඇති ශක්තිමත් හයිඩ්රජන් බන්ධන ජාලය බොහෝ ද්‍රාවකවල දියවීමට ප්‍රතිරෝධී කරයි, එහි කාර්යක්ෂම භාවිතය සහ ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සඳහා අභියෝග මතු කරයි.
සෙලියුලෝස් ද්රාවණය සඳහා වන සාම්ප්‍රදායික ක්‍රමවලට සාන්ද්‍ර අම්ල හෝ අයනික ද්‍රව වැනි කටුක තත්වයන් ඇතුළත් වන අතර ඒවා බොහෝ විට පාරිසරික ගැටළු සහ අධික බලශක්ති පරිභෝජනය සමඟ සම්බන්ධ වේ. ඊට වෙනස්ව, හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් එහි මෘදු ඔක්සිකාරක ස්වභාවය සහ පරිසර හිතකාමී සෙලියුලෝස් සැකසීමේ හැකියාව නිසා හොඳ විකල්පයක් ඉදිරිපත් කරයි. මෙම පත්‍රිකාව හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයට යටින් පවතින යාන්ත්‍රණයන් පිළිබඳව සොයා බලන අතර එහි කාර්යක්ෂමතාව සහ ප්‍රායෝගික යෙදුම් ඇගයීමට ලක් කරයි.
හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් මගින් සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමේ යාන්ත්‍රණ:
හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් මගින් සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම සංකීර්ණ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා, මූලික වශයෙන් ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධනවල ඔක්සිකාරක බෙදීම සහ අන්තර් අණුක හයිඩ්රජන් බන්ධනය කඩාකප්පල් කිරීම ඇතුළත් වේ. ක්රියාවලිය සාමාන්යයෙන් පහත සඳහන් පියවරයන් හරහා සිදු වේ:
හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ ඔක්සිකරණය: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සෙලියුලෝස් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි, සංක්‍රාන්ති ලෝහ අයන ඉදිරියේ ෆෙන්ටන් හෝ ෆෙන්ටන් වැනි ප්‍රතික්‍රියා හරහා හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් (•OH) සෑදීමට මග පාදයි. මෙම රැඩිකලුන් ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධන වලට පහර දෙයි, දාම කැපීම ආරම්භ කර කෙටි සෙලියුලෝස් කොටස් ජනනය කරයි.
හයිඩ්රජන් බන්ධන කඩාකප්පල් කිරීම: හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් සෙලියුලෝස් දාම අතර හයිඩ්රජන් බන්ධන ජාලය ද කඩාකප්පල් කරයි, සමස්ත ව්‍යුහය දුර්වල කරයි සහ විසඳුම පහසු කරයි.
ද්‍රාව්‍ය ව්‍යුත්පන්න සෑදීම: සෙලියුලෝස් ඔක්සිකාරක පරිහානිය හේතුවෙන් කාබොක්සිලික් අම්ල, ඇල්ඩිහයිඩ් සහ කීටෝන වැනි ජල-ද්‍රාව්‍ය අතරමැදි සෑදීම සිදුවේ. මෙම ව්‍යුත්පන්න ද්‍රාව්‍යතාව වැඩි කිරීම සහ දුස්ස්‍රාවීතාව අඩු කිරීම මගින් ද්‍රාවණ ක්‍රියාවලියට දායක වේ.
ඩිපොලිමරීකරණය සහ ඛණ්ඩනය: තවදුරටත් ඔක්සිකරණය සහ බෙදීම් ප්‍රතික්‍රියා සෙලියුලෝස් දාම කෙටි ඔලිගොමර් බවට ඩිපොලිමරීකරණයට තුඩු දෙන අතර අවසානයේ ද්‍රාව්‍ය සීනි හෝ වෙනත් අඩු අණුක බර නිෂ්පාදන බවට පත්වේ.
හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයට බලපාන සාධක:
හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් භාවිතයෙන් සෙලියුලෝස් ද්රාවණය කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවය විවිධ සාධක මගින් බලපායි.
හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සාන්ද්‍රණය: වැඩි හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සාන්ද්‍රණය සාමාන්යයෙන් වේගවත් ප්‍රතික්‍රියා අනුපාත සහ වඩා පුළුල් සෙලියුලෝස් ක්ෂය වීමට හේතු වේ. කෙසේ වෙතත්, අධික ලෙස ඉහළ සාන්ද්‍රණයන් අතුරු ප්‍රතික්‍රියා හෝ අනවශ්‍ය අතුරු නිෂ්පාදන වලට හේතු විය හැක.
pH අගය සහ උෂ්ණත්වය: ප්‍රතික්‍රියා මාධ්‍යයේ pH අගය හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකල් ජනනයට සහ සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නවල ස්ථායීතාවයට බලපායි. සැලකිය යුතු පිරිහීමක් නොමැතිව සෙලියුලෝස් ද්‍රාව්‍යතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා මධ්‍යස්ථ ආම්ලික තත්ව (pH 3-5) බොහෝ විට කැමති වේ. මීට අමතරව, උෂ්ණත්වය ප්‍රතික්‍රියා චාලකයට බලපායි, ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සාමාන්යයෙන් ද්‍රාවණ ක්රියාවලිය වේගවත් කරයි.
උත්ප්‍රේරක පැවතීම: යකඩ හෝ තඹ වැනි සංක්‍රාන්ති ලෝහ අයනවලට හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් වියෝජනය උත්ප්‍රේරක කළ හැකි අතර හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් සෑදීම වැඩි දියුණු කරයි. කෙසේ වෙතත්, අතුරු ප්‍රතික්‍රියා අවම කිරීමට සහ නිෂ්පාදනයේ ගුණාත්මකභාවය සහතික කිරීමට උත්ප්‍රේරක තේරීම සහ එහි සාන්ද්‍රණය ප්‍රවේශමෙන් ප්‍රශස්ත කළ යුතුය.
සෙලියුලෝස් රූප විද්‍යාව සහ ස්ඵටික බව: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් වෙත සෙලියුලෝස් දාමවල ප්‍රවේශ්‍යතාව ද්‍රව්‍යයේ රූප විද්‍යාව සහ ස්ඵටික ව්‍යුහය මගින් බලපායි. අස්ඵටික ප්‍රදේශ ඉතා ස්ඵටිකරූපී වසම්වලට වඩා ක්ෂය වීමට වැඩි අවදානමක් ඇත, ප්‍රවේශ්‍යතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පූර්ව ප්‍රතිකාර හෝ වෙනස් කිරීමේ උපාය මාර්ග අවශ්‍ය වේ.
සෙලියුලෝස් ද්රාවණය තුළ හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්වල වාසි සහ යෙදුම්:
සාම්ප්‍රදායික ක්‍රමවලට සාපේක්ෂව හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සෙලියුලෝස් ද්රාවණය සඳහා වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි:
පාරිසරික ගැළපුම: සල්ෆියුරික් අම්ලය හෝ ක්ලෝරිනීකෘත ද්‍රාවක වැනි දරුණු රසායනික ද්‍රව්‍ය මෙන් නොව, හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සාපේක්ෂ වශයෙන් හිතකර වන අතර මෘදු තත්ව යටතේ ජලය සහ ඔක්සිජන් බවට වියෝජනය වේ. මෙම පරිසර හිතකාමී ලක්ෂණය එය තිරසාර සෙලියුලෝස් සැකසීමට සහ අපද්‍රව්‍ය ප්‍රතිකර්ම සඳහා සුදුසු වේ.
මෘදු ප්‍රතික්‍රියා කොන්දේසි: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්රාවණය මෘදු උෂ්ණත්ව හා පීඩනය යටතේ සිදු කළ හැකි අතර, අධි-උෂ්ණත්ව අම්ල ජල විච්ඡේදනය හෝ අයනික දියර ප්‍රතිකාරවලට සාපේක්ෂව බලශක්ති පරිභෝජනය සහ මෙහෙයුම් පිරිවැය අඩු කරයි.
වරණීය ඔක්සිකරණය: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් මගින් ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධනවල ඔක්සිකාරක බෙදීම යම් ප්‍රමාණයකට පාලනය කළ හැකි අතර, සෙලියුලෝස් දාමවල වරණාත්මක වෙනස් කිරීම් සහ නිශ්චිත ගුණ සහිත ගැලපෙන ව්‍යුත්පන්නයන් නිෂ්පාදනය කිරීමට ඉඩ සලසයි.
බහුකාර්ය යෙදුම්: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් ද්‍රාවණයෙන් ලබාගත් ද්‍රාව්‍ය සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නයන් ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනය, ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය, ජෛව වෛද්‍ය උපකරණ සහ අපජල පවිත්‍රකරණය ඇතුළු විවිධ ක්ෂේත්‍රවල විභව යෙදුම් ඇත.
අභියෝග සහ අනාගත දිශාවන්:
එහි හොඳ ගුණාංග තිබියදීත්, හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්රාවණය වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා අභියෝග සහ ක්ෂේත්‍ර කිහිපයකට මුහුණ දෙයි:
තේරීම සහ අස්වැන්න: අවම අතුරු ප්‍රතික්‍රියා සහිත ද්‍රාව්‍ය සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නවල ඉහළ අස්වැන්නක් ලබා ගැනීම අභියෝගයක් ලෙස පවතී, විශේෂයෙන් ලිග්නින් සහ හෙමිසෙලුලෝස් අඩංගු සංකීර්ණ ජෛව ස්කන්ධ ආහාර ද්‍රව්‍ය සඳහා.
පරිමාණ-ඉහළ සහ ක්‍රියාවලි ඒකාබද්ධ කිරීම: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් මත පදනම් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණ ක්‍රියාවලීන් කාර්මික මට්ටම් දක්වා පරිමාණය කිරීම ආර්ථික ශක්‍යතාව සහ පාරිසරික තිරසාර බව සහතික කිරීම සඳහා ප්‍රතික්‍රියාකාරක සැලසුම්, ද්‍රාවක ප්‍රතිසාධනය සහ පහළ සැකසුම් පියවරයන් හොඳින් සලකා බැලීම අවශ්‍ය වේ.
උත්ප්‍රේරක සංවර්ධනය: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සක්‍රීය කිරීම සහ සෙලියුලෝස් ඔක්සිකරණය සඳහා කාර්යක්ෂම උත්ප්‍රේරක සැලසුම් කිරීම ප්‍රතික්‍රියා අනුපාත සහ තෝරා ගැනීමේ හැකියාව ඉහළ නැංවීම සඳහා උත්ප්‍රේරක පැටවීම සහ අතුරු නිෂ්පාදන සෑදීම අවම කිරීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ.
අතුරු නිෂ්පාදන අගය කිරීම: හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්රාවණය තුළ ජනනය වන කාබොක්සිලික් අම්ල හෝ ඔලිගොමරික් සීනි වැනි අතුරු නිෂ්පාදන අගය කිරීම සඳහා උපාය මාර්ග මඟින් ක්‍රියාවලියේ සමස්ත තිරසාරභාවය සහ ආර්ථික ශක්‍යතාව තවදුරටත් ඉහළ නැංවිය හැකිය.
හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සෙලියුලෝස් ද්රාවණය සඳහා හරිත හා බහුකාර්ය ද්‍රාවකයක් ලෙස සැලකිය යුතු පොරොන්දුවක් දරයි, පාරිසරික ගැළපුම, මෘදු ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් සහ වරණීය ඔක්සිකරණය වැනි වාසි ලබා දෙයි. පවතින අභියෝග නොතකා, යටින් පවතින යාන්ත්‍රණයන් පැහැදිලි කිරීම, ප්‍රතික්‍රියා පරාමිතීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සහ නව යෙදුම් ගවේෂණය කිරීම අරමුණු කරගත් අඛණ්ඩ පර්යේෂණ ප්‍රයත්නයන් සෙලියුලෝස් අගය කිරීම සඳහා හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් මත පදනම් වූ ක්‍රියාවලීන්ගේ ශක්‍යතාව සහ තිරසාරභාවය තවදුරටත් ඉහළ නංවනු ඇත.
පසු කාලය: අප්රේල්-10-2024