පෘථිවියේ බහුලවම ඇති කාබනික බහු අවයවකය වන සෙලියුලෝස්, ජෛව ස්කන්ධයේ සහ විවිධ කාර්මික ද්‍රව්‍යවල සැලකිය යුතු කොටසක් නියෝජනය කරයි. එහි කැපී පෙනෙන ව්‍යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව එහි කාර්යක්ෂම බිඳවැටීම සඳහා අභියෝග මතු කරයි, ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනය සහ අපද්‍රව්‍ය කළමනාකරණය වැනි යෙදුම් සඳහා එය ඉතා වැදගත් වේ. හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් (H2O2) එහි පාරිසරික වශයෙන් හිතකර ස්වභාවය සහ ඔක්සිකාරක ගුණාංග නිසා සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය සඳහා විභව අපේක්ෂකයෙකු ලෙස මතු වී තිබේ.
හැඳින්වීම:
β-1,4-ග්ලයිකෝසිඩික් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වූ ග්ලූකෝස් ඒකක වලින් සමන්විත පොලිසැකරයිඩයක් වන සෙලියුලෝස්, ශාක සෛල බිත්තිවල ප්‍රධාන ව්‍යුහාත්මක අංගයකි. ජෛව ස්කන්ධයේ එහි බහුලත්වය කඩදාසි සහ පල්ප්, රෙදිපිළි සහ ජෛව ශක්තිය ඇතුළු විවිධ කර්මාන්ත සඳහා ආකර්ශනීය සම්පතක් බවට පත් කරයි. කෙසේ වෙතත්, සෙලියුලෝස් තන්තු තුළ ඇති ශක්තිමත් හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ජාලය බොහෝ ද්‍රාවකවල ද්‍රාවණයට ප්‍රතිරෝධී වන අතර, එහි කාර්යක්ෂම භාවිතය සහ ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සඳහා අභියෝග මතු කරයි.
සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම සඳහා සාම්ප්‍රදායික ක්‍රමවලට සාන්ද්‍රිත අම්ල හෝ අයනික ද්‍රව වැනි කටුක තත්වයන් ඇතුළත් වන අතර ඒවා බොහෝ විට පාරිසරික ගැටළු සහ ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනය සමඟ සම්බන්ධ වේ. ඊට වෙනස්ව, හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් එහි මෘදු ඔක්සිකාරක ස්වභාවය සහ පරිසර හිතකාමී සෙලියුලෝස් සැකසුම් සඳහා ඇති හැකියාව හේතුවෙන් පොරොන්දු වූ විකල්පයක් ඉදිරිපත් කරයි. මෙම පත්‍රිකාව හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමට යටින් පවතින යාන්ත්‍රණයන් පිළිබඳව සොයා බලන අතර එහි කාර්යක්ෂමතාව සහ ප්‍රායෝගික යෙදුම් ඇගයීමට ලක් කරයි.
හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් මගින් සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයේ යාන්ත්‍රණ:
හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් මගින් සෙලියුලෝස් දියවීම සංකීර්ණ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වලට සම්බන්ධ වේ, ප්‍රධාන වශයෙන් ග්ලයිකෝසිඩික් බන්ධන ඔක්සිකාරක බෙදීම සහ අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන කඩාකප්පල් කිරීම. ක්‍රියාවලිය සාමාන්‍යයෙන් පහත පියවර හරහා ඉදිරියට යයි:
හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ ඔක්සිකරණය: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සෙලියුලෝස් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර, සංක්‍රාන්ති ලෝහ අයන ඉදිරියේ ෆෙන්ටන් හෝ ෆෙන්ටන් වැනි ප්‍රතික්‍රියා හරහා හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් (•OH) සෑදීමට හේතු වේ. මෙම රැඩිකලුන් ග්ලයිකෝසයිඩික් බන්ධන වලට පහර දී, දාම විච්ඡේදනය ආරම්භ කර කෙටි සෙලියුලෝස් කොටස් ජනනය කරයි.
හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය කඩාකප්පල් කිරීම: හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් සෙලියුලෝස් දාම අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ජාලය ද කඩාකප්පල් කරයි, සමස්ත ව්‍යුහය දුර්වල කර ද්‍රාවණය පහසු කරයි.
ද්‍රාව්‍ය ව්‍යුත්පන්න සෑදීම: සෙලියුලෝස් ඔක්සිකාරක හායනයේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කාබොක්සිලික් අම්ල, ඇල්ඩිහයිඩ සහ කීටෝන වැනි ජල-ද්‍රාව්‍ය අතරමැදි සෑදේ. මෙම ව්‍යුත්පන්න ද්‍රාව්‍යතාව වැඩි කිරීමෙන් සහ දුස්ස්රාවිතතාව අඩු කිරීමෙන් ද්‍රාව්‍ය ක්‍රියාවලියට දායක වේ.
විබද්ධිතකරණය සහ ඛණ්ඩනය: තවදුරටත් ඔක්සිකරණය සහ බෙදීම් ප්‍රතික්‍රියා මගින් සෙලියුලෝස් දාම කෙටි ඔලිගෝමර් බවට විබද්ධිතකරණයට ලක් වන අතර අවසානයේ ද්‍රාව්‍ය සීනි හෝ වෙනත් අඩු අණුක බර නිෂ්පාදන බවට පත්වේ.
හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයට බලපාන සාධක:
හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් භාවිතයෙන් සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයේ කාර්යක්ෂමතාව විවිධ සාධක මගින් බලපායි, ඒවා අතර:
හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සාන්ද්‍රණය: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වැඩි සාන්ද්‍රණයක් සාමාන්‍යයෙන් වේගවත් ප්‍රතික්‍රියා අනුපාත සහ පුළුල් සෙලියුලෝස් හායනයට 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 රැඩිකලුන් ජනනයට සහ සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නයන්ගේ ස්ථායිතාවයට බලපායි. සැලකිය යුතු ලෙස පිරිහීමකින් තොරව සෙලියුලෝස් ද්‍රාව්‍යතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා මධ්‍යස්ථ ආම්ලික තත්වයන් (pH 3-5) බොහෝ විට වඩාත් කැමති වේ. ඊට අමතරව, උෂ්ණත්වය ප්‍රතික්‍රියා චාලකයට බලපාන අතර, ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සාමාන්‍යයෙන් ද්‍රාව්‍ය ක්‍රියාවලිය වේගවත් කරයි.
උත්ප්‍රේරක පැවතීම: යකඩ හෝ තඹ වැනි සංක්‍රාන්ති ලෝහ අයන, හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වියෝජනය උත්ප්‍රේරණය කර හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් සෑදීම වැඩි දියුණු කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, අතුරු ප්‍රතික්‍රියා අවම කිරීමට සහ නිෂ්පාදන ගුණාත්මකභාවය සහතික කිරීමට උත්ප්‍රේරකය තෝරා ගැනීම සහ එහි සාන්ද්‍රණය ප්‍රවේශමෙන් ප්‍රශස්ත කළ යුතුය.
සෙලියුලෝස් රූප විද්‍යාව සහ ස්ඵටිකතාව: සෙලියුලෝස් දාමවල හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකලුන් වෙත ප්‍රවේශ වීම ද්‍රව්‍යයේ රූප විද්‍යාව සහ ස්ඵටික ව්‍යුහය මගින් බලපායි. ඉතා ස්ඵටිකරූපී වසම්වලට වඩා අස්ඵටික කලාප පිරිහීමට ගොදුරු වීමේ වැඩි අවදානමක් ඇති බැවින් ප්‍රවේශ්‍යතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පූර්ව ප්‍රතිකාර හෝ වෙනස් කිරීමේ උපාය මාර්ග අවශ්‍ය වේ.
සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයේදී හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වල වාසි සහ යෙදුම්:
සාම්ප්‍රදායික ක්‍රම හා සසඳන විට සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම සඳහා හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි:
පාරිසරික අනුකූලතාව: සල්ෆියුරික් අම්ලය හෝ ක්ලෝරිනීකෘත ද්‍රාවක වැනි කටුක රසායනික ද්‍රව්‍ය මෙන් නොව, හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සාපේක්ෂව හිතකර වන අතර මෘදු තත්වයන් යටතේ ජලය සහ ඔක්සිජන් බවට දිරාපත් වේ. මෙම පරිසර හිතකාමී ලක්ෂණය තිරසාර සෙලියුලෝස් සැකසුම් සහ අපද්‍රව්‍ය ප්‍රතිසංස්කරණය සඳහා සුදුසු වේ.
මෘදු ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන්: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය මෘදු උෂ්ණත්ව හා පීඩන තත්ත්වයන් යටතේ සිදු කළ හැකි අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව අම්ල ජල විච්ඡේදනය හෝ අයනික ද්‍රව ප්‍රතිකාර හා සසඳන විට බලශක්ති පරිභෝජනය සහ මෙහෙයුම් පිරිවැය අඩු කරයි.
වරණීය ඔක්සිකරණය: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් මගින් ග්ලයිකෝසිඩික් බන්ධනවල ඔක්සිකාරක බෙදීම යම් ප්‍රමාණයකට පාලනය කළ හැකි අතර, එමඟින් සෙලියුලෝස් දාමවල වරණීය වෙනස් කිරීමට සහ නිශ්චිත ගුණාංග සහිත සකස් කළ ව්‍යුත්පන්න නිෂ්පාදනයට ඉඩ සලසයි.
බහුකාර්ය යෙදුම්: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ ද්‍රාවණයෙන් ලබා ගන්නා ද්‍රාව්‍ය සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නයන් ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනය, ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය, ජෛව වෛද්‍ය උපාංග සහ අපජල පිරිපහදු කිරීම ඇතුළු විවිධ ක්ෂේත්‍රවල විභව යෙදීම් ඇත.
අභියෝග සහ අනාගත දිශාවන්:
එහි පොරොන්දු වූ ගුණාංග තිබියදීත්, හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය වැඩිදියුණු කළ යුතු අභියෝග සහ ක්ෂේත්‍ර කිහිපයකට මුහුණ දෙයි:
තෝරා ගැනීමේ හැකියාව සහ අස්වැන්න: අවම අතුරු ප්‍රතික්‍රියා සහිත ද්‍රාව්‍ය සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නවල ඉහළ අස්වැන්නක් ලබා ගැනීම අභියෝගයක් ලෙස පවතී, විශේෂයෙන් ලිග්නින් සහ හෙමිසෙලියුලෝස් අඩංගු සංකීර්ණ ජෛව ස්කන්ධ පෝෂක සඳහා.
පරිමාණය ඉහළ නැංවීම සහ ක්‍රියාවලි ඒකාබද්ධ කිරීම: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් මත පදනම් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණ ක්‍රියාවලීන් කාර්මික මට්ටම් දක්වා ඉහළ නැංවීම සඳහා ආර්ථික ශක්‍යතාව සහ පාරිසරික තිරසාරභාවය සහතික කිරීම සඳහා ප්‍රතික්‍රියාකාරක නිර්මාණය, ද්‍රාවක ප්‍රතිසාධනය සහ පහළ සැකසුම් පියවර ප්‍රවේශමෙන් සලකා බැලීම අවශ්‍ය වේ.
උත්ප්‍රේරක සංවර්ධනය: හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සක්‍රිය කිරීම සහ සෙලියුලෝස් ඔක්සිකරණය සඳහා කාර්යක්ෂම උත්ප්‍රේරක නිර්මාණය කිරීම, උත්ප්‍රේරක පැටවීම සහ අතුරු නිෂ්පාදන සෑදීම අවම කරන අතරම ප්‍රතික්‍රියා අනුපාත සහ තේරීම් හැකියාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ.
අතුරු නිෂ්පාදන අගය කිරීම: කාබොක්සිලික් අම්ල හෝ ඔලිගොමරික් සීනි වැනි හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්-මැදිහත් වූ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයේදී ජනනය වන අතුරු නිෂ්පාදන අගය කිරීම සඳහා වූ උපාය මාර්ග, ක්‍රියාවලියේ සමස්ත තිරසාරභාවය සහ ආර්ථික ශක්‍යතාව තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැකිය.
හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්, සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය සඳහා හරිත හා බහුකාර්ය ද්‍රාවකයක් ලෙස සැලකිය යුතු පොරොන්දුවක් දරයි, පාරිසරික අනුකූලතාව, මෘදු ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් සහ තෝරාගත් ඔක්සිකරණය වැනි වාසි ලබා දෙයි. අඛණ්ඩ අභියෝග මධ්‍යයේ වුවද, යටින් පවතින යාන්ත්‍රණයන් පැහැදිලි කිරීම, ප්‍රතික්‍රියා පරාමිතීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සහ නව යෙදුම් ගවේෂණය කිරීම අරමුණු කරගත් අඛණ්ඩ පර්යේෂණ උත්සාහයන්, සෙලියුලෝස් අගය කිරීම සඳහා හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් පාදක ක්‍රියාවලීන්හි ශක්‍යතාව සහ තිරසාරභාවය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කරනු ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: 2024 අප්‍රේල්-10