המוצג כאן הוא פרוטוקול לחילוץ של רמי סיבים במערכת מימן על-חמצני אלקליות נתמך על-ידי שחרור מבוקר אלקליות מקור.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
המוצג כאן הוא פרוטוקול לחילוץ של רמי סיבים במערכת מימן על-חמצני אלקליות נתמך על-ידי שחרור מבוקר אלקליות מקור.
פרוטוקול זה מדגים שיטה להפקת סיבי רמי מאת שסרקו רמי raw בכל מערכת חמצן אלקליות הנתמך על-ידי מקור מבוקר-שחרור אלקלי. סיבים מופק רמי הוא סוג של חומר טקסטיל חשיבות רבה. במחקרים קודמים, רמי סיבים שהופק במערכת מימן על-חמצני אלקליות נתמך רק על ידי נתרן הידרוקסידי. עם זאת, בשל בסיסיות חזקה של נתרן הידרוקסידי, מהירות תגובת חמצון של מימן על-חמצני היה קשה לשלוט, ובכך גרמו נזק גדול כדי סיבים שטופלו. ב פרוטוקול זה, משמש מקור מבוקר-שחרור אלקלי, אשר מורכבת סודיום הידרוקסיד מגנזיום הידרוקסיד, לספק תנאי אלקלי, מאגר ערך ה-pH של peroxidesystem מימן אלקלי. קצב החלפת מגנזיום הידרוקסיד ניתן להתאים את ערך ה-pH של מערכת חמצן, ויש לו השפעה רבה על המאפיינים סיבים. ה-pH ערך וערך oxidation-reduction פוטנציאליים (ORP), אשר מייצג את היכולת חמצון מערכת חמצן אלקלי, נוטרו באמצעות מד ph ו ORP מטר, בהתאמה. התוכן שיורית מימן על-חמצני במערכת מימן על-חמצני אלקליות במהלך תהליך החילוץ והערך חמצן כימית דרישה (COD) של שפכים לאחר החילוץ סיבים נבדקים בשיטה טיטור4 KMnO. התשואה של סיבים נמדד באמצעות איזון אלקטרונית דיוק, החניכיים שיורית של סיבים נבדקים על ידי שיטת ניתוח כימי. מידת פלמור (ערך PD) של סיבים נבדק על ידי שיטה צמיגות הפנימית באמצעות מד צמיגות של Ubbelohde. המאפיין מתיחה של סיבים, כולל עקשנות, התארכות של קרע, נמדד באמצעות מכשיר כוח סיבים. טרנספורם פורייה ספקטרוסקופית אינפרא אדום, קרני רנטגן משמשים כדי לאפיין את קבוצות פונקציונליות ורכוש קריסטל של סיבים תזונתיים. פרוטוקול זה מוכיח כי המקור אלקליות שחרור מבוקר יכול לשפר את המאפיינים של סיבי חילוץ בכל מערכת חמצן אלקלי.
רמי, הידוע בכינויו 'סין דשא' היא עשב רב-שנתי סיבים אשר יכול לשמש חומר מצוין טקסטיל תעשיית1,2. . זה אחד הגידולים הכלכלי הראשי ילידי בסין; הייצור של רמי בסין נוכחים יותר מ 90 אחוז התשואה הכוללת העולם1,2. רמי סיבים הוא אחד של סיבי הצמח החזק והארוך ביותר, חזיות עם3,מראה משיי כמעט4. אורך סיב רמי רב לעשות את זה מתאים מסתובבים סיב יחיד, אשר נתפסת לעתים רחוקות באסט סיבים. הטקסטיל עשויים מסיב רמי בעל מאפיינים מצוינים רבים, כגון קרירות, אנטיבקטריאלי, מעולה מוליכות חום, אוורור, ועוד3,4
תאית היא המרכיב העיקרי של רמי סיבים, הרכיבים האחרים של רמי, כגון פקטין, ליגנין, חומרים מסיסים במים, מוגדרים כמו החניכיים5,6. רמי סיבים ניתן לחלץ על ידי המסת החניכיים בתמיסה המכילה ריאקטיבים כימיים, בתהליך כהגדרתו degumming5,6. קיים בעיקר שתי גישות של רמי סיבים החילוץ: degumming כימיים, ביו-degumming. צריכת אנרגיה, זמן הצריכה, ואת סיבת המוות והערך של שפכי degumming degumming כימי המסורתי הוא גבוה למדי, כמו תאית סיבים מופק על ידי הגעלה רמי raw ב- NaOH מרוכזת בלחצים גבוהים עבור 6-8 h7,8 . לחלופין, ביו-degumming הוא אופציה ידידותית לסביבה לחילוץ סיבים רמי. ובכל זאת, תנאי התגובה הקשה ואת ציוד מתוחכם לעכב עוד היישום התעשייתי שלו,9,10. לכן, חמצון degumming עם מי חמצן אלקליות מציג יקר ערך, יישום חלופיים כדי להתמקד, זה דורש זמן קצר degumming התחתון degumming טמפרטורה11,12. עם זאת, בשל היכולת חמצון חזקה של משתכים שטח ניקוי, השפלה תאית משמעותית עלולה להתרחש במהלך תהליך degumming, אשר יכול לגרום נזק רב לרכוש סיבים מאפיינים13,14. זהו החיסרון הגדול ביותר של אלקליות חמצון חמצן degumming של רמי.
במחקרים קודמים, רמי סיבים שהופק במערכת מימן על-חמצני אלקליות נתמך רק על ידי נתרן הידרוקסידי15. עם זאת, בשל בסיסיות חזקה של נתרן הידרוקסידי, מהירות תגובת חמצון של מימן על-חמצני היה קשה לשלוט, ובכך גרמו נזק גדול ביותר סיבים שטופלו7. כדי לשפר את המאפיינים של רמי סיבים, מקור מבוקר-שחרור אלקלי, אשר מורכבת סודיום הידרוקסיד מגנזיום הידרוקסיד, משמש במחקר זה מציעים תנאי אלקליות מאגר ערך pH אלקליות מימן על-חמצני מערכת16 , 17.
הרציונל מאחורי הטכנולוגיה הזו יכולה להיות מתוארת כדלקמן. מגנזיום הידרוקסיד הוא מעט מסיסים במים מזוקקים, וזה יכול להמיס בהדרגה לתוך הפתרון degumming עם הצריכה של הו– לשמור את ערך ה-pH וכך יכולת חמצון של פתרון degumming הטווח המתאים18. קצב החלפת (SR) מגנזיום הידרוקסיד מוגדר שיעור השומה NaOH מוחלף על ידי מגנזיום הידרוקסיד תחת המינון אלקליות סך של 10%, ניתן לחשב את קצב החלפת באמצעות המשוואה הבאה. יתר על כן, מ ג2 + יכול למנוע השפלה תאית הנגרמת על ידי יותר מ חמצון19,20.

כאן, מ'2 (g) הוא המשקל של Mg(OH)2, ז1 (g) הוא המשקל של NaOH, 40 המשקל המולקולרי של NaOH, בן 58, הוא המשקל המולקולרי של Mg(OH)2, 2 הוא מספר OHs Mg(OH)2, SR הוא קצב החלפת.
הטכנולוגיה של פרוטוקול זה ניתן להרחיב את חילוץ, הלבנה, ושינוי של צמח חומרי בכל מערכת חמצן אלקלי. עם זאת, יש לציין כי הבחירה של pH טמפרטורה ערך ותגובה של מערכת חמצן אלקלית היא מפתח עבור טכנולוגיה זו21. ניתן להתאים את ערך ה-pH של מערכת חמצן אלקליות על ידי שינוי קצב החלפת17. עם הגוברת של החלפת קצב ירידה ערך pH וכך יכולת חמצון של מערכת חמצן אלקלי. כאשר הטמפרטורה התגובה מוגדר ב 85 מעלות צלזיוס, התגובה רדיקלים חופשיים משחקת את התפקיד הראשי במערכת ומתאים חמצון חזקה של המערכת המסת חומרים; כאשר הטמפרטורה התגובה מוגדר ב 125 מעלות צלזיוס, התגובה רדיקלים חופשיים מעוכבת, כמות גדולה של הו קיים במערכת, מה שהופך את המערכת מתאימה הלבנת19.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. חמצון Degumming של רמי
2. בדיקה של הנכס פתרון Degumming

3. בדיקת הנכס סיבים רמי





הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המסיסות של Mg(OH)2 מים מזוקקים ופתרון degumming נחקר (איור 1). נבדקה ההשפעה של קצב החלפת2 Mg(OH) על ה-pH ערך וערך ORP (איור 2) של הפתרון degumming. התשואה degumming והחניכיים שיורית של סיבים degummed גסה תחת Mg(OH) שונים קצב החלפת2 היו מחושב (איור 3). DP ערך, crystallinity, מאפייני מתיחה של סיבים (איור 4) וערך בקלה של שפכים (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ההגדרה של Mg(OH)2 החלפת וקצב התגובה הטמפרטורה היה נקודת מפתח של פרוטוקול זה. קצב החלפת2 Mg(OH) יכול להשפיע על ערך ה-pH וכך יכולת חמצון של פתרון degumming. שיעור החלפת2 Mg(OH) הטוב ביותר עבור רמי degumming היה 20%, כי תאית לא יכול לקבל מספיק הגנה תחת קצב החלפת מתחת 20%, כמות מוגזמת של החניכיים שיורית (DP ערך נמוך ו crystallinity) להישמר סיבים תחת קצב החלפת מעל 20% (איור 4A).
הטמפרטורה התגובה יכול להשפיע על התגובה נתיב השיט של מימן ע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי תגייס קרן עבור סין חקלאות מחקר מערכת באסט, עלה סיבים יבולים (גרנט מספר מכוניות-19), סין החקלאית מהאקדמיה של פרוייקט חדשנות טכנולוגית (גרנט מספר ASTIP-IBFC07), הקרן חדשנות עבור סטודנטים לתואר שני באוניברסיטה דונגחואה (מענק מספר 16D 310107), 'שיאו-פינג מדע וטכנולוגיה חדשנות הקבוצה' (ה תיעוש משולב קבוצה R & D של באסט סיבים ביולוגיים degumming), סין מלגת מועצה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מי חמצן, 30% | Fisher Scientific | H325-100 | כימי להסרת גומי |
| מגנזיום הידרוקסיד, 99% | Fisher Scientific | AA1236722 | כימי להסרת גומי |
| נתרן הידרוקסיד | Fisher Scientific | S318-1 | כימי להסרת גומי |
| נתרן ביסולפיט | Fisher Scientific | S654-500 | כימי להסרת גומי |
| נתרן טריפוליפוספט | פישר סיינטיפיק | AC218675000 | כימי להסרת גומי |
| אנתרקינון, >98% | פישר סיינטיפיק | AC104930500 | כימי להסרת גומי |
| 1-הידרוקסי אתילידן-1,1-חומצה דיפוספונית | פישר סיינטיפיק | 50-901-10243 | כימיקל להסרת גומי |
| שמן הסרת גומי | חברת עזר מינגלונג בערבון מוגבל, Yiyang, הונאן, סין | — — | כימי להסרת גומי |
| אלכוהול אתילי | פישר סיינטיפיק | A962-4 | כימי לבדיקת |
| בנזן | פישר סיינטיפיק | AA43817AE | כימי לבדיקת |
| חוטי נחושת, 0.5 מ"מ (0.02 אינץ') קוטר | פישר סיינטיפיק | AA10783H4 | כימי לבדיקת |
| תמיסת קופריאתילנדיאמין 1mol/L | פישר סיינטיפיק | 24991 | כימי לבדיקה, זהירות רעיל |
| חומצה חנקתית (65% ~ 68%) | Fisher Scientific | A200-612GAL | כימי לבדיקה, זהירות |
| Ethylenediamine | Fisher Scientific | AC118420100 | כימי לבדיקת |
| אשלגן פרמנגנט | Fisher Scientific | P279-500 | כימי לבדיקת |
| חומצה גופרתית | Fisher Scientific | A300C-212 | כימי לבדיקת |
| כסף גופרתי | פישר סיינטיפיק | S190-25 | כימי לבדיקת |
| רמי גולמי | גואנגיואן חברה בערבון מוגבל, צ'אנגדה, הונאן, סין | — — | חומרי גלם |
| מחומם חשמלי תרמוסטטי מים אמבטיה | Senxin ציוד ניסוי חברה בערבון מוגבל, שנחאי, סין | DK-S28 | ציוד להסרת גומי |
| מכונת צביעה lbaorator בטמפרטורה גבוהה | שנחאי Longda chemcials יבול. | RY-1261 | ציוד להסרת גומי |
| מדחום | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 100 ° C | ציוד להסרת גומי |
| מכונת יניקה ואקום | Yukang KNET, שנחאי, סין | SHB-IIIA | ציוד לבדיקת Mg(OH)2 מסיסות |
| בקבוק יניקה | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 1000 מ"ל | ציוד לבדיקת Mg(OH)2 מסיסות |
| משפכי ליבת חול | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 35 מ"ל | ציוד לבדיקת Mg(OH)2 חמצון מסיסות |
| מד פוטנציאל הפחתה | מכשיר דאפו, שנחאי, סין | דגם 421 | ציוד לבדיקת ערך ORP |
| מד pH | מכשירי האנה, בייג'ינג, סין | HI 98129 | ציוד לבדיקת ערך pH |
| בורט חומצה | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 50 מ"ל | ציוד לבדיקת תוכן H2O2 |
| בקבוק | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 250 מ"ל/500 מ"ל | ציוד לבדיקת תכולת H2O2; תכולת חניכיים שיוריות |
| תנור חשמלי | מכשירי ניסוי Jiangyi חברה בערבון מוגבל, שנחאי, סין | 800-2000W | ציוד לבדיקת תכולת חניכיים שיוריות |
| צינור עיבוי ריפלוקס | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 250 מ"ל | ציוד לבדיקת תכולת חניכיים שיורית; ערך COD |
| חותך סיבים (40 מ"מ) | Changzhou No.2 מכונת טקסטיל ושות', בע"מ | Y171A | ציוד לבדיקת צפיפות סיבים |
| Ostwald ויסקומטר | Taizhou, jiaojiang, חברת מכשירי זכוכית | 0.6 מ"מ | ציוד לבדיקת ערך PD סיבים |
| מחלץ שומן כדורי | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 250 מ"ל | ציוד לבדיקת ערך PD סיבים |
| מחלץ | Soxhletסצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 250 מ"ל | ציוד לבדיקת ערך PD סיבים |
| פיתול | איזון Liangping הוראות ושות', בע"מ, שנחאי, סין | JN-B | ציוד לבדיקת צפיפות סיבים |
| מכשיר חוזק | סיבים מכשירי Xinxian, שנחאי, סין | XQ-2 | ציוד לבדיקת נכס מתיחה סיבים |
| מהדק מתח | Depu טכנולוגיית טקסטיל ושות', בע"מ, צ'אנגג'ואו, ג'יאנגסו, סין | 0.3cN / dtex | ציוד לבדיקת רכוש |
| מתיחה סיביםCOD תרמוסטטי תנור חימום | Qiangdao Xuyu טכנולוגיית הגנת הסביבה חברה מוארת | DL-801A | ציוד לבדיקת ערך COD |
| FTIR | תרמו פישר, אמריקה | ניקולט | ניתוח FTIR |
| XRD | Rigaku, יפן | D / max-2550 PC | XRD ניתוח |
| איזון אלקטרוני | שנחאי jingtian מכשיר אלקטרוני ושות', בע"מ | FA2004A ציוד גנרי | |
| תנור ייבוש | Tonglixinda מכשירים, טיאנג'ין, סין | 101-2AS | ציוד גנרי |
| בקבוק שקילה | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 50x30 | ציוד גנרי |
| סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 500 מ"ל | ציוד גנרי | |
| מדגם מסננת | Xiaojin חומרה מכשירים ושות', בע"מ, Shangyu, Zhejiang | 120 רשת | ציוד גנרי |
| מוט זכוכית | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | — — | ציוד גנרי |
| צילינדר | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 250 מ"ל, 50 מ"ל | ציוד גנרי |
| פיפטה | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | 5 מ"ל, 10 מ"ל | ציוד גנרי |
| גומי יניקה נורה | סצ'ואן שובו (קבוצה) ושות', בע"מ | — — | ציוד גנרי |
| תוכנת Orign | OriginLab | 8.0 | לציור דמויות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.