Name: Ekstrakcja włókna ramii w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru wspomagana przez źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-06T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 13 s
Description: Poznaj metodę ekstrakcji włókna ramii w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru ze źródłem alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu. Technika poprawia właściwości wytrzymałościowe włókna poprzez precyzyjną kontrolę pH.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez fundusz przeznaczony na Chiński System Badań Rolniczych dla Upraw Łyka i Włókien Liściowych (numer grantu CARS-19), Projekt Innowacji Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych i Technologii (numer grantu ASTIP-IBFC07), Fundusz Innowacji dla Absolwentów Uniwersytetu Donghua (numer grantu 16D310107), 'Zespół Innowacji Naukowych i Technologicznych Xiaoping' (grupa badawczo-rozwojowa zintegrowana z industrializacją biologicznych włókien łykowych) odśluzowywanie), Chińska Rada Stypendialna.

1. Enzymatyczne odżelazianie ramii
<ol>
	<li>Przygotowanie roztworu do odtłuszczania przez utlenianie
	<ol>
		<li>Rozpuść 2 g H2O2, 1 g zasady (mieszaninę Mg(OH)2 i NaOH), 0,4 g Na5P3O10, 0,1 g antrachinonu oraz 0,2 g HEDP w 100 mL wody destylowanej, aby przygotować roztwór do odtłuszczania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odtłuszczanie utleniające konopi ramie
	<ol>
		<li>Zanurz 10 g surowych konopi ramie w roztworze do odtłuszczania i przepłucz je w temperaturze 85 °C przez 60 min.</li>
		<li>Zwiększ temperaturę do 125 °C (pod ciśnieniem 0,6 kg) i kontynuuj płukanie przez kolejne 60 min. 
		UWAGA: Wyjaśnienie zwiększenia temperatury zawarte jest w sekcji Dyskusja.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Redukcja włókien ramie
	<ol>
		<li>Rozpuść 0,4 g NaHSO3 w 100 mL wody destylowanej, aby przygotować roztwór redukujący. Następnie poddaj odtłuszczone włókno obróbce w roztworze redukującym w temperaturze 90 °C przez 60 min. 
		UWAGA: Grupy karboksylowe i grupy aldehydowe w celulozie, powstające w reakcji utleniania, prowadzą do zmniejszenia liczby wiązań wodorowych i uszkodzenia właściwości włókna. Redukcja może poprawić właściwości włókna poprzez przekształcenie grup karboksylowych i aldehydowych z powrotem w grupy hydroksylowe.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Leczenie dalsze
	<ol>
		<li>Dokładnie wypłucz odtłuszczone włókno konopi ramie wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Zanurz włókno w oleju do odtłuszczania w temperaturze 90 °C przez 15 min, a następnie wysusz włókno w piecu (125 °C) przez 4 h.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Badanie właściwości roztworu odżelaziającego
<ol>
	<li>Test rozpuszczalności Mg(OH)2
	<ol>
		<li>Rozpuść 2 g Mg(OH)2 w 100 mL wody destylowanej.</li>
		<li>Oddzielnie rozpuść 2 g Mg(OH)2 w 100 mL roztworu zawierającego całkowicie rozpuszczalne dodatki odżelujące, w tym 0,4 g Na5P3O10 i 0,2 g HEDP.</li>
		<li>Podnieś temperaturę roztworów opisanych w krokach 2.2.1 i 2.2.2 do 85 °C.</li>
		<li>Wyodrębnij nierozpuszczony Mg(OH)2 za pomocą spiekanych dysków.</li>
		<li>Oblicz rozpuszczalność Mg(OH)2 według następującego wzoru: 
		<img alt="Równanie rozpuszczalności, Rozpuszczalność=2-m; wzór związany z chemią roztworów, treść edukacyjna." src="/files/ftp_upload/56461/56461eq2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 2"> 
		UWAGA: W tym przypadku m (g) oznacza masę nierozpuszczonego Mg(OH)2.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wpływ stopnia zastąpienia Mg(OH)2 na wartość pH, wartość ORP oraz zawartość resztkowego H2O2 w roztworze odżelowującym 
	UWAGA: ORP12,19 jest ważnym parametrem chemii wody i stanowi narzędzie pomiarowe określające zdolność utleniającą lub redukcyjną otaczającej wody. Roztwory o silniejszych właściwościach utleniających charakteryzują się wyższą wartością ORP. Stopień zastąpienia Mg(OH)2 oznacza udział molowy NaOH zastąpionego przez Mg(OH)2 przy całkowitym dawkowaniu alkali o stężeniu 10% (na masę tkaniny).
	<ol>
		<li>Przygotuj roztwory odżelujące o stopniu zastąpienia Mg(OH)2 wynoszącym odpowiednio 0%, 20%, 40%, 60%, 80% i 100% zgodnie z krokiem 1.1.</li>
		<li>Zanurz surową ramie w roztworach odżelujących opisanych w kroku 2.2.1.</li>
		<li>Rozpocznij proces odżelania zgodnie z krokiem 1.2.</li>
		<li>Opłucz połączony elektrodę ORP wodą destylowaną i osusz ją na powietrzu. Następnie zanurz miernik połączonej elektrody ORP w roztworach odżelujących, aby odczytać wartość ORP co 10 minut. Zanurz miernik elektrody pH w roztworach odżelujących, aby odczytać wartość pH co 10 minut.</li>
		<li>Badaj zawartość H2O2 w roztworach odżelujących co 10 minut metodą miareczkowania KMnO4 zgodnie z chińską normą GB 22216-20087.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Badanie właściwości włókien ramii
<ol>
	<li>Wydatek odżelazania
	<ol>
		<li>Oblicz wydatek odżelazania, korzystając z poniższego równania: 
		<img alt="wzór na wydatek, w/W x 100%, równanie do obliczania procentów, pojęcie matematyczne" src="/files/ftp_upload/56461/56461eq3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Equation 3"> 
		UWAGA: W tym przypadku w (g) to sucha masa włókna po odżelazaniu; W (g) to sucha masa ramii przed odżelazaniem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Resztkowe żele włókna 
	UWAGA: Resztkowe żele włókna badano zgodnie z chińską normą 5889 - 86.
	<ol>
		<li>Zważ suchą masę włókna (około 5 g) w naczyniu wagowym i zanurz ją w kolbie (z rurką zwrotną) zawierającej 150 mL roztworu NaOH (20 g/L).</li>
		<li>Podnieś temperaturę do 100 °C i utrzymuj ją przez 1 h.</li>
		<li>Wymień roztwór NaOH na nowy.</li>
		<li>Podnieś temperaturę do 100 °C i utrzymuj ją przez 2 h.</li>
		<li>Przepłucz włókno w sicie próbkowym.</li>
		<li>Zmierz suchą masę włókna w naczyniu wagowym.</li>
		<li>Oblicz zawartość resztkowych żeli we włóknie, korzystając z poniższego równania: 
		<img alt="Oznaczanie resztkowych żeli, wzór m-M/m×100%, obliczenie z zakresu chemii analitycznej, wydatek procentowy." src="/files/ftp_upload/56461/56461eq4.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Equation 4"> 
		UWAGA: W tym przypadku m (g) to sucha masa włókna; M (g) to sucha masa ramii po przemywaniu NaOH.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Test PD 
	UWAGA: Wartość PD włókna ramii oznacza się zgodnie z chińską normą GB 5888-8615.
	<ol>
		<li>Odżyrnij włókno ramii, zanurzając je w mieszaninie benzenu i etanolu w stosunku 2:1 (v/v).</li>
		<li>Odparuj rozpuszczalnik w powietrzu w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Wytnij próbki na krótkie kawałki (1-2 mm, około ~20-23 mg na próbkę) za pomocą nożyczek.</li>
		<li>Przechowuj próbki w warunkach kontrolowanej wilgotności (20 ± 2 °C, wilgotność względna = 65 ± 2%) w naczyniu wagowym, aż osiągną równowagową zawartość wody, zanim pobierzesz materiały potrzebne do testu.</li>
		<li>Zanurz drut miedziany (średnica 0,5 mm) w stężonym kwasie azotowym, a następnie w 98% bezwodnym etylenodiaminie. Następnie dokładnie przepłucz granulki miedzi wodą destylowaną.</li>
		<li>Umieść próbkę włókna i granulkę miedzi w plastikowej butelce (z nakrętką).</li>
		<li>Dodaj 10 mL wody destylowanej i 10 mL roztworu miedziowo-etylenodiaminowego (1 mol/L) do plastikowej butelki i mieszaj za pomocą magnetycznego mieszadła, aby przygotować roztwór włókna ramii w miedziowo-etylenodiaminie o stężeniu około 0,2 g/100 mL.</li>
		<li>Przenieś 6,5 mL roztworu włókna ramii w miedziowo-etylenodiaminie do wiskozymetru Ubbelohde’a, aby zmierzyć jego lepkość właściwą. Oblicz lepkość względną za pomocą poniższego równania: 
		<img alt="Równanie lepkości względnej ηr=t/t₀×K, diagram, analiza przepływu roztworu polimeru." src="/files/ftp_upload/56461/56461eq5.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Equation 5"> 
		UWAGA: W tym przypadku ηr to lepkość względna, t (s) to średnia czas przepływu roztworu włókna ramii w miedziowo-etylenodiaminie przez wiskozymetr Ubbelohde’a, a t0 (s) to średnia czas przepływu roztworu miedziowo-etylenodiaminowego o stężeniu 0,5 mol/L przez wiskozymetr Ubbelohde’a.</li>
		<li>Oblicz wartość PD włókna ramii za pomocą poniższego równania: 
		<img alt="Wzór na degradację polimeru, \(PD = 156[\eta] \times \frac{C}{C'}\), ilustracja równania." src="/files/ftp_upload/56461/56461eq6.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Equation 6"> 
		UWAGA: W tym przypadku [η]' to lepkość właściwa, wartość [η]×C można odczytać z tabeli w chińskiej normie GB 5888-86, a C' to stężenie roztworu włókna ramii w miedziowo-etylenodiaminie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Gęstość liniowa włókna
	<ol>
		<li>Oblicz gęstość liniową włókna, korzystając z poniższego równania: 
		<img alt="Równanie równowagi statycznej \(N_{dt}=\frac{10G}{nL_c}\); kluczowy wzór w badaniach fizycznych." src="/files/ftp_upload/56461/56461eq7.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Equation 7"> 
		UWAGA: W tym przypadku Lc to długość cięcia (40 mm), n to liczba włókien, a G (g) to masa włókna. Gęstość liniowa włókna oznacza masę włókna o długości 1000 m przy oficjalnym współczynniku odzysku wilgoci dla ramii (12%).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Badanie właściwości mechanicznych
	<ol>
		<li>Wyrównaj próbki włókien w standardowych warunkach atmosferycznych (T = 20 ± 2 °C, RH = 65% ± 2%) przez 24 h.</li>
		<li>Przeprowadź badanie wytrzymałości, wydłużenia przy zerwaniu oraz pracy zerwania włókna za pomocą urządzenia do badania wytrzymałości włókien przy ustawieniach: 20 °C, RH 65%, napięcie wstępnego naciągu 0,3 cN/dtex. Ustaw odległość szczęk na 20 mm, a prędkość opadania dolnej szczęki na 20 mm/min7,15.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wartość ChZT ścieków odżelazujących
	<ol>
		<li>Wartość ChZT ścieków odżelazujących oznacza się zgodnie z chińską normą GB/T 15456-2008 „Przemysłowe obiegi chłodzenia wodą – Oznaczanie ChZT – metoda manganianowa”7,15.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Badanie XRD
	<ol>
		<li>Wyznacz stopień krystaliczności włókna metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Zarejestruj wzory XRD w zakresie 2θ = 5-60 ° za pomocą dyfraktometru wyposażonego w monochromator grafitowy i promieniowanie Cu Kα przy λ = 0,154 nm (40 kV, 200 mA).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Analiza FTIR
	<ol>
		<li>Uzyskaj wzór FTIR włókna za pomocą spektrometru. Ustaw liczbę skanowań na 30, zakres na 4000-400 cm-1, a rozdzielczość na 8 cm-1. Oznacz grupy funkcyjne chemiczne w modyfikowanym włóknie metodą FT-IR.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Yuan, J. G., Yu, Y. Y., Wang, Q., Fan, X. R., Chen, S. Y., Wang, P. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12221-013-1254-5">Modification of ramie with 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ionic liquid.</a> Fiber Polym. 14, 1254-1260 (2013).</li>
<li>Kipriotis, E., Heping, X., Vafeiadakis, T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669014006074">Ramie and kenaf as feed crops.</a> Ind Crop Prod. 68, 126-130 (2015).</li>
<li>Rebenfeld, L. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00405000108659610">Fiber: the old and the new.</a> J Text Inst. 92, 1-9 (2001).</li>
<li>Ramamoorthy, S. K., Skrifvars, M., Persson, A. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15583724.2014.971124">A review of natural fiber used in biocomposites: plant, animal and regenerated cellulose fiber.</a> Polym Rev. 55, 107-162 (2015).</li>
<li>Yu, H. Q., Yu, C. W. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00405000802472564">Influence of various retting methods on properties of kenaf fiber.</a> J Text Inst. 101 (5), 452-456 (2010).</li>
<li>Fan, X. S., Liu, Z. W., Liu, Z. T., Lu, J. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0040517510373632">A novel chemical degumming process for ramie bast fiber.</a> Text Res J. 80, 2046-2051 (2010).</li>
<li>Liu, G. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Research+on+the+application+of+sodium+percarbonate+the+degumming+of+ramie%22">Research on the application of sodium percarbonate the degumming of ramie</a>. , Donghua University. China. (2013).</li>
<li>Meng, C. R., Yu, C. W. <a target="_blank" href="https://www.scientific.net/AMR.881-883.1497">Study on oxidation degumming of ramie fiber.</a> Adv Mater Res. , 881-883 (2014).</li>
<li>Liu, Z. C., Duan, S. W., Sun, Q. X., Zhang, Y. X. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0040517512444338">A rapid process of ramie biodegumming by Pectobacterium sp. CXJZU-120.</a> Text Res J. 82 (15), 1553-1559 (2012).</li>
<li>Guo, F. F., Zou, M. Y., Li, X. Z., Zhao, J., Qu, Y. B. <a target="_blank" href="https://www.hindawi.com/journals/bmri/2013/212315/">An effective degumming enzyme from Bacillus sp. Y1 and synergistic action of hydrogen peroxide and protease on enzymatic degumming of ramie fiber.</a> BioMed Res Int. , (2013).</li>
<li>Li, Z. L., Yu, C. W. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12221-014-2105-8">Effect of peroxide and softness modification on properties of ramie fiber.</a> Fiber Polym. 15, 2105-2111 (2014).</li>
<li>Li, Z. L., Meng, C. R., Yu, C. W. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0040517515581589">Analysis of oxidized cellulose introduced into ramie fiber by oxidation degumming.</a> Text Res J. 85 (20), 2125-2135 (2015).</li>
<li>Xueren, Q. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aXueren%2C+Q+%22Green+bleaching+technologies+of+pulp%22">Green bleaching technologies of pulp</a>. , Chemical Industry Press. Beijing. (2008).</li>
<li>Erkselius, S., Karlssom, O. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861705003437">Free radical degradation of hydroxyethy cellulose.</a> Carbohydr Polym. 62, 344-356 (2005).</li>
<li>Meng, C. R., Liu, F. M., Li, Z. L., Yu, C. W. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0040517515606358">The cellulose protection agent used in the oxidation degumming of ramie.</a> Textile Research Journal. 86 (10), 1109-1118 (2016).</li>
<li>Long, X., Xu, C., Du, J., Fu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+TAED%2FH2O2%2FNaHCO3+system+as+an+approach+to+low-temperature+and+near-neutral+pH+bleaching+of+cotton%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydr+Polym%22%5BJournal%5D)">The TAED/H2O2/NaHCO3 system as an approach to low-temperature and near-neutral pH bleaching of cotton.</a> Carbohydr Polym. 95, 107-113 (2013).</li>
<li>Yun, N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Studies+on+magnesium-based+hydrogen+peroxide+bleaching+and+mechanisms+of+deinked+pulp%22">Studies on magnesium-based hydrogen peroxide bleaching and mechanisms of deinked pulp</a>. , South China University of Technology. China. (2014).</li>
<li>Zhang, W., Kong, F. Replacement of sodium peroxide bleaching by magnesium-based peroxide bleaching for pulp. Paper Sci Technol. 29, 25-28 (2010).</li>
<li>Meng, C. R., Li, Z. L., Wang, C. Y., Yu, C. W. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0040517516648512">Alkali Source Used in the Oxidation Degumming of Ramie.</a> Text Res J. 87 (10), 1155-1164 (2017).</li>
<li>Gorski, D., Engstrand, P., Hill, J., Axelsson, P., Johansson, L. <a target="_blank" href="http://swepub.kb.se/bib/swepub:oai:DiVA.org:miun-11835">Mg(OH)2-based hydrogen peroxide refiner bleaching: influence of extractives content in dilution water on pulp properties and energy efficiency.</a> Appita Journal. 63 (3), 218-225 (2010).</li>
<li>Leduc, C., Martel, J., Danea, C. <a target="_blank" href="http://www.cellulosechemtechnol.ro/pdf/CCT44,7-8(2010)/p.271-276.pdf">Efficiency and effluent characteristic from Mg(OH)2-based hydrogen peroxide bleaching of high-yield pulps and deinked pulp.</a> Cellulose Chemistry & Technology. 44 (7-8), 271-276 (2010).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Ustalenie szybkości podstawiania Mg(OH)2 i temperatury reakcji było kluczowym punktem tego protokołu. Szybkość substytucji Mg(OH)2 może wpływać na wartość pH, a tym samym na zdolność utleniania roztworu do odśluzowywania. Najlepszy wskaźnik substytucji Mg(OH)2 dla odśluzowywania ramii wynosił 20%, ponieważ celuloza nie może otrzymać wystarczającej ochrony przy współczynniku substytucji poniżej 20%, a nadmierna ilość resztkowych gum (niska wartość DP i krystaliczność) zostałaby zatrzymana ...

Ramia, powszechnie znana jako „trawa chińska”, to wieloletnie zioło, którego włókno może służyć jako doskonały materiał dla przemysłu tekstylnego1,2. Jest jedną z głównych roślin uprawnych rodzimych dla Chin; produkcja ramii w Chinach odpowiada za ponad 90% całkowitego plonu na świecie1,2. Włókno ramii jest jednym z najmocniejszych i najdłuższych włókien roślinnych, charakteryzuje się połyskiem i niemal jedwabistym wyglądem3,4. Duża długość włókien ramii sprawia, że nadają się one do przędzenia pojedynczych włókien, co rzadko zdarza się w przypadku włókien łykowych. Tkaniny wykonane z włókien ramii posiadają wiele doskonałych właściwości, takich jak chłodzenie, działanie przeciwbakteryjne, doskonała przewodność cieplna, wentylacja itp.3,4
Celuloza jest głównym składnikiem włókien ramii, a pozostałe składniki, takie jak pektyny, lignina i substancje rozpuszczalne w wodzie, określa się mianem gum5,6. Włókna ramii można wyodrębnić poprzez rozpuszczanie gum w roztworach zawierających odczynniki chemiczne, w procesie zwanym odgumowaniem5,6. Istnieją głównie dwa podejścia do ekstrakcji włókien ramii: odgumowanie chemiczne i biodegumowanie. Zużycie energii, nakłady czasowe oraz wartość COD ścieków z odgumowania w tradycyjnym procesie chemicznym są dość wysokie, ponieważ włókna celulozowe są pozyskiwane poprzez przeciąganie surowej ramii w stężonym roztworze NaOH pod wysokim ciśnieniem przez 6 do 8 h7,8. Alternatywnie, biodegumowanie stanowi ekologiczną opcję ekstrakcji włókien ramii. Niemniej jednak, surowe warunki reakcji i skomplikowana aparatura ograniczają jego dalsze zastosowanie przemysłowe9,10. W związku z tym, odgumowanie przez utlenianie za pomocą alkalicznego nadtlenku wodoru stanowi wartościową alternatywę, ponieważ wymaga krótszego czasu i niższej temperatury procesu1,12. Jednakże, ze względu na silne właściwości utleniające nadtlenków, podczas procesu odgumowania może dojść do znacznej degradacji celulozy, co może poważnie uszkodzić właściwości włókien13,14. Jest to największa wada alkalicznego utleniania nadtlenkowego w odgumowaniu ramii.
W poprzednich badaniach włókna ramii były ekstrahowane w systemie alkalicznego nadtlenku wodoru wspomaganym wyłącznie wodorotlenkiem sodu15. Jednak ze względu na silną zasadowość wodorotlenku sodu, szybkość reakcji utleniania nadtlenku wodoru była trudna do kontrolowania, co prowadziło do znacznych uszkodzeń traktowanych włókien7. Aby poprawić właściwości włókien ramii, w niniejszym badaniu zastosowano źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu, składające się z wodorotlenku sodu i wodorotlenku magnezu, w celu zapewnienia warunków zasadowych i buforowania wartości pH systemu alkalicznego nadtlenku wodoru16,17.
Uzasadnienie zastosowania tej technologii można opisać w następujący sposób. Wodorotlenek magnezu jest słabo rozpuszczalny w wodzie destylowanej i może stopniowo rozpuszczać się w roztworze do usuwania gum przy zużyciu OH-, utrzymując wartość pH, a tym samym zdolność utleniającą roztworu do usuwania gum w odpowiednim zakresie18. Stopień podstawienia (SR) wodorotlenku magnezu definiuje się jako udział molowy NaOH zastąpionego wodorotlenkiem magnezu przy całkowitej dawce alkaliów wynoszącej 10%, a stopień podstawienia można obliczyć za pomocą następującego równania. Ponadto Mg2+ może zapobiegać degradacji celulozy spowodowanej nadmiernym utlenianiem19,20.
<img alt="Równowaga statyczna, równanie SR=M2*40*2/M1*58, schemat formuły, zastosowanie edukacyjne." src="/files/ftp_upload/56461/56461eq1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 1">
W tym równaniu M2 (g) to masa Mg(OH)2, M1 (g) to masa NaOH, 40 to masa cząsteczkowa NaOH, 58 to masa cząsteczkowa Mg(OH)2, 2 to liczba grup OH w Mg(OH)2, a SR to stopień substytucji.
Technologię opisanego protokołu można rozszerzyć na ekstrakcję, bielenie i modyfikację materiałów roślinnych w układzie alkalicznego nadtlenku wodoru. Należy jednak zauważyć, że kluczowe dla tej technologii jest dobranie wartości pH oraz temperatury reakcji układu alkalicznego nadtlenku wodoru21. Wartość pH układu alkalicznego nadtlenku wodoru można regulować poprzez zmianę stopnia podstawienia17. Wartość pH, a tym samym zdolność utleniająca układu alkalicznego nadtlenku wodoru, maleje wraz ze wzrostem stopnia podstawienia. Gdy temperatura reakcji wynosi 85 °C, w układzie główną rolę odgrywa reakcja rodnikowa, a silne działanie utleniające systemu jest odpowiednie do rozpuszczania materiałów; natomiast przy temperaturze reakcji 125 °C reakcja rodnikowa jest hamowana i w układzie występuje duża ilość HOO, co sprawia, że system ten nadaje się do bielenia19.

<table><tbody><tr><td>Nadtlenek wodoru, 30%</td><td>Fisher Scientific</td><td>H325-100</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Wodorotlenek magnezu, 99%</td><td>Fisher Scientific</td><td>AA1236722</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu</td><td>Fisher Scientific</td><td>S318-1</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Wodorosiarczyn sodu</td><td>Fisher Scientific</td><td>S654-500</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Trójpolifosforan sodu</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC218675000</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Antrachinon, >98%</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC104930500</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>kwasu 1-hydroksyetyleno-1,1-difosfonowego</td><td>Fisher Scientific</td><td>50-901-10243</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania oleju do odśluzowywania</td></tr><tr><td></td><td>Minglong auxiliaries spółka z ograniczoną odpowiedzialnością, Yiyang, Hunan, Chiny</td><td>&mdash; &mdash;</td><td>Substancja chemiczna do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Alkohol etylowy</td><td>Fisher Scientific</td><td>A962-4</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>Benzenu</td><td>Fisher Scientific</td><td>AA43817AE</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>Drut miedziany, średnica 0,5 mm (0,02 cala)</td><td>Fisher Scientific</td><td>AA10783H4</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>roztworu Cupriethylenodiamine 1mol/L</td><td>Fisher Scientific</td><td>24991</td><td>Substancja chemiczna do testów, uwaga toksyczna</td></tr><tr><td>Kwas azotowy (65% ~ 68%)</td> <td>Fisher Scientific</td><td>A200-612GAL</td><td>Substancja chemiczna do testów, uwaga</td></tr><tr><td>Etylenodiamina</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC118420100</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>Nadmanganian potasu</td><td>Fisher Scientific</td><td>P279-500</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>Kwas siarkowy</td><td>Fisher Scientific</td><td>A300C-212</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>Siarczan srebra</td><td>Fisher Scientific</td><td>S190-25</td><td>Substancja chemiczna do testowania</td></tr><tr><td>surowej ramy</td><td>Guangyuan spółka z ograniczoną odpowiedzialnością, Changde, Hunan, Chiny</td><td>&mdash; &mdash;</td><td>Surowców</td></tr><tr><td>Ogrzewane elektrycznie&nbsp; Termostatyczny&nbsp; woda&nbsp; kąpiel</td><td>Senxin Experiment equipment spółka z ograniczoną odpowiedzialnością, Szanghaj, Chiny</td><td>DK-S28</td><td>Urządzenia do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Wysokotemperaturowa maszyna do farbowania lbaorator</td><td>Shanghai Longda chemcials Crop.</td><td>RY-1261</td><td>Urządzenia do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Termometr</td><td>Sichuan Shubo (group) Co., Ltd</td><td>100 & deg; C</td><td>Urządzenia do odśluzowywania</td></tr><tr><td>Próżniowa maszyna do odsysania</td><td>Yukang KNET, Szanghaj, Chiny</td><td>SHB-IIIA</td><td>Urządzenia do testowania rozpuszczalności Mg(OH)2</td></tr><tr><td>Kolba ssąca</td><td>Sichuan Shubo (grupa)Co., Ltd</td><td>1000mL</td><td>Urządzenia do testowania rozpuszczalności Mg(OH)2 Lejki</td></tr> z <tr><td>rdzeniem piaskowym</td><td>Sichuan Shubo (group)Co., Ltd</td><td>35mL</td><td>Urządzenia do testowania rozpuszczalności Mg(OH)2</td></tr><tr><td>Utlenianie miernik potencjału redukcyjnego</td><td>Przyrząd Dapu, Szanghaj, Chiny</td><td>MODEL 421</td><td>Urządzenia do testowania wartości ORP</td></tr><tr><td>pH-metr</td><td>Instrumenty Hanna, Pekin, Chiny</td><td>HI 98129</td><td>Urządzenia do badania wartości pH</td></tr><tr><td>Biureta kwasowa</td><td>Sichuan Shubo (grupa) Co., Ltd</td><td>50mL</td><td>Sprzęt do badania zawartości H2O2</td></tr><tr><td>Kolba</td><td>Sichuan Shubo (group)Co., Ltd</td><td>250 ml / 500 ml</td><td>Urządzenia do badania zawartości H2O2; &nbsp; resztkowa zawartość gum</td></tr><tr><td>Piec elektryczny</td><td>Jiangyi Experiment instruments spółka z ograniczoną odpowiedzialnością, Szanghaj, Chiny</td><td>800-2000W</td><td>Urządzenia do badania resztkowej zawartości gum</td></tr><tr><td>Refluksowa rurka kondensacyjna</td><td>Sichuan Shubo (grupa) Co., Ltd</td><td>250 ml</td><td>Urządzenia do badania resztkowej zawartości gum; Wartość ChZT</td></tr><tr><td>Obcinacz światłowodowy (40 mm)</td> <td>Changzhou No.2 Textile Machine Co., Ltd</td><td>Y171A</td><td>Urządzenia do testowania gęstości włókien</td></tr><tr><td>Lepkościomierz Ostwald</td><td>Taizhou, jiaojiang, firma zajmująca się instrumentami szklanymi</td><td>0,6 mm</td><td>Urządzenia do badania wartości PD włókien</td></tr><tr><td>Sferyczny ekstraktor tłuszczu</td><td>Sichuan Shubo (grupa) Co., Ltd</td><td>250 ml</td><td>Urządzenia do testowania wartości PD włókna</td></tr><tr><td>Ekstraktor</td> <td>SoxhletaSichuan Shubo (grupa)Co., Ltd</td><td>250mL</td><td>Urządzenia do testowania wartości WNZ włókna</td></tr><tr><td>Skręcanie&nbsp; równowaga</td><td>Liangping instrucments Co., Ltd, Szanghaj, Chiny</td><td>JN-B</td><td>Urządzenia do testowania gęstości włókien</td></tr><tr><td>Przyrząd</td> do wytrzymałości włókien <td>Instrumenty Xinxian, Szanghaj, Chiny</td><td>XQ-2</td><td>Urządzenia do badania wytrzymałości na rozciąganie włókien</td></tr><tr><td>Zacisk napinający</td><td>Depu textile technology Co., Ltd, Changzhou, jiangsu, Chiny</td><td>0,3cN/dtex</td><td>Urządzenia do badania właściwości</td></tr> <tr><td>rozciągania włókienDORSZ&nbsp; Termostatyczny&nbsp; grzałka</td><td>Qiangdao Xuyu technologia ochrony środowiska Oświetlona firma</td><td>DL-801A</td><td>Urządzenia do badania wartości ChZT</td></tr><tr><td>FTIR</td><td>Thermo Fisher, Ameryka</td><td>Nicolet</td><td>Analiza FTIR</td></tr><tr><td>XRD</td><td>Rigaku, Japonia</td><td>D/max-2550 PC</td><td>Analiza XRD</td></tr><tr><td>Waga elektroniczna</td><td>Shanghai jingtian Electronic instrument Co., Ltd</td><td>FA2004A</td><td>Urządzenia ogólne</td></tr><tr><td>Piec do suszenia</td><td>Tonglixinda&nbsp; instrumenty, Tianjin, Chiny</td><td>101-2AS</td><td>Ogólne wyposażenie</td></tr><tr><td>Butelka wagowa</td><td>Sichuan Shubo (grupa)Co., Ltd</td><td>50x30</td><td>Sprzęt ogólny</td></tr><tr><td>Zlewka</td><td>Sichuan Shubo (grupa)Co., Ltd</td><td>500mL</td><td>Sprzęt ogólny</td></tr><tr><td>Sito do próbek</td><td>Xiaojin hardware instruments Co., Ltd, Shangyu, Zhejiang</td><td>120 mesh</td><td>Sprzęt ogólny</td></tr><tr><td>Pręt szklany</td><td>Sichuan Shubo (grupa) Co., Ltd</td><td>&mdash; &mdash;</td><td>Wyposażenie ogólne</td></tr><tr><td>Butla</td><td>Sichuan Shubo (grupa) Co., Ltd</td><td>250 mL, 50 ml</td><td>Urządzenia ogólne</td></tr><tr><td>Pipeta</td><td>Sichuan Shubo (grupa) Co., Ltd</td><td>5 mL, 10 ml</td><td>Urządzenia ogólne</td></tr><tr><td>Guma&nbsp; ssanie&nbsp; żarówka</td><td>Sichuan Shubo (grupa)Co., Ltd</td><td>&mdash; &mdash;</td><td>Wyposażenie ogólne</td></tr><tr><td>Orign</td><td>OriginLab</td><td>8.0</td><td>Oprogramowanie do rysowania figur</td></tr></tbody></table>

ekstrakcja włókna ramii w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru wspomagana przez źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu

Extraction of Ramie Fiber in Alkali Hydrogen Peroxide System Supported by Controlled-release Alkali Source

Ten protokół demonstruje metodę ekstrakcji włókien ramii poprzez szorowanie surowej ramii w systemie alkalicznego nadtlenku wodoru wspieranym przez źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu. Włókno pozyskiwane z ramii jest rodzajem materiału tekstylnego o dużym znaczeniu. W poprzednich badaniach włókno ramii ekstrahowano w alkalicznym systemie nadtlenku wodoru wspomaganym tylko wodorotlenkiem sodu. Jednak ze względu na silną zasadowość wodorotlenku sodu, szybkość reakcji utleniania nadtlenku wodoru była trudna do kontrolowania, a tym samym powodowała duże uszkodzenie traktowanego włókna. W tym protokole źródło zasad o kontrolowanym uwalnianiu, które składa się z wodorotlenku sodu i wodorotlenku magnezu, jest wykorzystywane do zapewnienia warunków alkalicznych i buforowania wartości pH systemu alkalicznego nadtlenku wodoru. Szybkość substytucji wodorotlenku magnezu może regulować wartość pH układu nadtlenku wodoru i ma duży wpływ na właściwości błonnika. Wartość pH i wartość potencjału oksydacyjno-redukcyjnego (ORP), które reprezentują zdolność utleniania alkalicznego systemu nadtlenku wodoru, monitorowano odpowiednio za pomocą pH-metru i miernika ORP. Resztkową zawartość nadtlenku wodoru w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru podczas procesu ekstrakcji oraz wartość chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) ścieków po ekstrakcji włókien bada się metodą miareczkowania KMnO4. Wydajność włókna jest mierzona za pomocą precyzyjnej wagi elektronicznej, a resztki gum błonnika są badane metodą analizy chemicznej. Stopień polimeryzacji (wartość PD) włókna jest badany metodą lepkości wewnętrznej przy użyciu wiskozymetru Ubbelohde. Wytrzymałość włókna na rozciąganie, w tym rozciąganie, wydłużenie i zerwanie, mierzy się za pomocą przyrządu do pomiaru wytrzymałości włókien. Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera i dyfrakcja rentgenowska służą do charakteryzowania grup funkcyjnych i właściwości krystalicznych światłowodu. Protokół ten dowodzi, że źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu może poprawić właściwości włókna ekstrahowanego w systemie alkalicznego nadtlenku wodoru.

Zbadano rozpuszczalność Mg(OH)2 w wodzie destylowanej i roztworze do odżelaziania (Rysunek 1). Przetestowano wpływ stopnia zastąpienia Mg(OH)2 na wartość pH oraz wartość ORP roztworu do odżelaziania (Rysunek 2). Obliczono wydajność odżelaziania oraz zawartość żelu w włóknie poddanym odżelazianiu przy różnych stopniach zastąpienia Mg(OH)2 (Rysunek 3). Wartość DP, kryst...

Prezentowany tutaj jest protokół ekstrakcji włókna ramie w systemie alkalicznego nadtlenku wodoru wspierany przez źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu.

Ekstrakcja włókna ramii w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru wspomagana przez źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu

This protocol demonstrates a method for ramie fiber extraction by scouring raw ramie in an alkali hydrogen peroxide system supported by a ...

Ogólnym celem tej procedury jest poprawa właściwości rozciągania włókna ramii, przygotowanego w systemie odśluzowywania z utlenianiem nadtlenku wodoru przy użyciu źródła alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu, wytwarzanego przez częściowe zastąpienie wodorotlenku sodu wodorotlenkiem magnezu. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu oksydacyjnej ekstrakcji włókien naturalnych, takich jak ekstrakcja włókna ramii i lnu przygotowanego w systemie odśluzowywania z utlenianiem nadtlenku wodoru. Główną zaletą tej techniki jest to, że pH, a tym samym zdolność utleniania roztworu do odśluzowywania, można kontrolować poprzez dostosowanie szybkości substytucji wodorotlenku magnezu.Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody, gdy odkryliśmy, że jeśli wodorotlenek sodu został użyty jako źródło alkaliczne, wartość pH roztworu do odśluzowywania szybko spada, co utrudnia kontrolowanie szybkości reakcji nadtlenku wodoru. Najpierw rozpuść nadtlenek wodoru, zasady, trifosforan sodu, antrachinon i HEDP w 100 mililitrach wody destylowanej, aby uzyskać roztwór odśluzowywający. Zanurz 10 gramów surowej ramii w roztworze do odśluzowywania i szoruj w temperaturze 85 stopni Celsjusza p

extraction-ramie-fiber-alkali-hydrogen-peroxide-system-supported

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Prezentujemy nowatorską metodę produkcji sztywnych i wytrzymałych krótkich preform z włókien naturalnych przy użyciu procesu produkcji papieru. Celuloza bakteryjna działa jednocześnie jako spoiwo dla luźnych włókien i zapewnia sztywność preformom włókien. Preformy te mogą być nasączane żywicą w celu uzyskania prawdziwie zielonych, hierarchicznych kompozytów.

Produkcja wytrzymałych pform z włókien naturalnych wykorzystujących celulozę bakteryjną jako spoiwo

Schematy syntezy w celu przygotowania wysoce stabilnych nanocząsteczek włochatych na bazie włókien drzewnych i funkcjonalnych biopolimerów na bazie celulozy zostały szczegółowo opisane.

Wysoce stabilne, funkcjonalne włochate nanocząstki i biopolimery z włókien drzewnych: w kierunku zrównoważonej nanotechnologii

Opisane są protokoły wytwarzania degradowalnych termoresponsywnych hydrożeli opartych na sieciowaniu hydrazonów polimerowych oligomerów na skalę masową, mikroskalową i nanoskalę, przy czym ta ostatnia służy do przygotowania zarówno nanocząstek żelowych, jak i nanowłókien.

Wytwarzanie degradowalnych termoczułych hydrożeli w różnych skalach długości za pomocą wytłaczania reaktywnego, mikrofluidyki, samoorganizacji i elektroprzędzenia

Protokół zapewnia metodologię rozpuszczania tlenowego granulowanego osadu w celu ekstrakcji alginianopodobnych polimerów zewnątrzkomórkowych (ALE).

Ekstrakcja strukturalnych zewnątrzkomórkowych substancji polimerowych z tlenowego osadu granulowanego

Przedstawiono protokół mikroprzepływowego przędzenia i charakterystyki mikrostruktury regenerowanego jedwabnego włókna fibroinowego.

Mikroprzepływowe przędzenie na sucho i charakterystyka regenerowanych włókien fibroiny jedwabiu

Przedstawiamy protokół syntezy cukrów C5 (ksylozy i arabinozy) z odnawialnej niejadalnej biomasy lignocelulozowej (tj. juty) z obecnością kwaśnych cieczy jonowych Brønsted (BAILs) jako katalizatora w wodzie. Katalizator BAILs wykazywał lepsze parametry katalityczne niż konwencjonalne katalizatory z kwasów mineralnych (H2,SO4 i HCl).

Nowatorska metoda analizy pentozanu obecnego w biomasie juty i jej konwersji na monomery cukrowe przy użyciu kwaśnej cieczy jonowej

Tutaj prezentujemy protokół do przeprowadzenia ekstrakcji etanolem ligniny z kilku źródeł biomasy. Przedstawiono wpływ warunków ekstrakcji na uzysk ligniny i zawartość β-O-4. Na otrzymanych ligninach przeprowadza się selektywną depolimeryzację w celu uzyskania produktów o wysokiej zawartości monomerów aromatycznych.

Ekstrakcja ligniny o wysokiej zawartości β-O-4 metodą łagodnej ekstrakcji etanolem i jej wpływ na wydajność depolimeryzacji

Ten protokół demonstruje zdolność do wykorzystania reaktywnego druku atramentowego do drukowania samoruchomych, biokompatybilnych i przyjaznych dla środowiska mikromieszadeł do użytku w zastosowaniach biomedycznych i środowiskowych.

Reaktywny druk atramentowy i analiza napędu samobieżnych mikromieszadeł na bazie jedwabiu

Tutaj opisujemy kilka protokołów mających na celu zintegrowaną waloryzację Gracilaria gracilis: zbiór dzikich gatunków, hodowla we własnym zakresie i ekstrakcja składników bioaktywnych. Oceniane jest działanie przeciwutleniające, przeciwbakteryjne i cytotoksyczne ekstraktów, a także ocena wartości odżywczej i stabilności żywności wzbogaconej o całą biomasę wodorostów i pigmenty.

Waloryzacja wodorostów czerwonych Gracilaria gracilis za pomocą podejścia biorafineryjnego

Konformacja i dynamika białek są kluczem do zrozumienia związku między strukturą a funkcją białka. Wymiana wodorowa w połączeniu ze spektrometrią mas o wysokiej rozdzielczości jest wszechstronną metodą badania dynamiki konformacyjnej białek, a także charakteryzowania interakcji białko-ligand i białko-białko, w tym interfejsów kontaktowych i efektów allosterycznych.

Analiza dynamiki białek za pomocą spektrometrii mas wymiany wodorowej

Poznaj metodę ekstrakcji włókna ramii w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru ze źródłem alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu. Technika poprawia właściwości wytrzymałościowe włókna poprzez precyzyjną kontrolę pH.

Ekstrakcja włókna ramii w alkalicznym układzie nadtlenku wodoru wspomagana przez źródło alkaliów o kontrolowanym uwalnianiu

Przeglądaj więcej filmów