क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में एक फाइबर का निष्कर्षण नियंत्रित-रिहाई क्षार स्रोत द्वारा समर्थित
Summary
यहां प्रस्तुत क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड नियंत्रित-जारी क्षार स्रोत द्वारा समर्थित प्रणाली में एक फाइबर के निष्कर्षण के लिए एक प्रोटोकॉल है ।
Abstract
इस प्रोटोकॉल एक क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक नियंत्रित जारी क्षार स्रोत द्वारा समर्थित प्रणाली में कच्चे एक दस्त द्वारा एक फाइबर निष्कर्षण के लिए एक विधि को दर्शाता है । एक से निकाले गए फाइबर बहुत महत्व के वस्त्र सामग्री का एक प्रकार है । पिछले अध्ययनों में, एक फाइबर केवल सोडियम हीड्राकसीड द्वारा समर्थित एक क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में निकाला गया था । हालांकि, सोडियम हीड्राकसीड की मजबूत alkaline के कारण, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया की गति को नियंत्रित करने के लिए मुश्किल था और इस प्रकार इलाज फाइबर के लिए काफी नुकसान में हुई । इस प्रोटोकॉल में, एक नियंत्रित-जारी क्षार स्रोत, जो सोडियम हीड्राकसीड और मैग्नीशियम हीड्राकसीड से बना है, एक क्षारीय स्थिति प्रदान करने के लिए प्रयोग किया जाता है और क्षार हाइड्रोजन peroxidesystem के पीएच मान बफर । मैग्नीशियम हीड्राकसीड की प्रतिस्थापन दर हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली के पीएच मान को समायोजित कर सकते है और फाइबर गुणों पर काफी प्रभाव पड़ता है । पीएच मूल्य और ऑक्सीकरण-कमी क्षमता (ORP) मूल्य, जो क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली के ऑक्सीकरण क्षमता का प्रतिनिधित्व करता है, क्रमशः एक पीएच मीटर और ORP मीटर का उपयोग कर निगरानी की गई । निष्कर्षण प्रक्रिया के दौरान क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड सामग्री और फाइबर निष्कर्षण के बाद अपशिष्ट जल के रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (कॉड) मूल्य KMnO4 अनुमापन विधि द्वारा परीक्षण किया जाता है । फाइबर की उपज एक सटीक इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का उपयोग कर मापा जाता है, और फाइबर के अवशिष्ट मसूड़ों एक रासायनिक विश्लेषण विधि द्वारा परीक्षण कर रहे हैं. फाइबर की बहुलकीकरण डिग्री (पीडी मान) Ubbelohde विस्कोमीटर का उपयोग कर एक आंतरिक चिपचिपापन विधि द्वारा परीक्षण किया जाता है. तप, बढ़ाव, और टूटना सहित फाइबर की तंयता संपत्ति, एक फाइबर शक्ति साधन का उपयोग कर मापा जाता है. रूपान्तर बदलने अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी और एक्स-रे विवर्तन कार्यात्मक समूहों और फाइबर के क्रिस्टल संपत्ति की विशेषता के लिए उपयोग किया जाता है । इस प्रोटोकॉल साबित होता है कि नियंत्रित जारी क्षार स्रोत एक क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में निकाले गए फाइबर के गुणों में सुधार कर सकते हैं ।
Introduction
एक, सामांयतः ‘ चीन घास ‘ के रूप में जाना जाता है एक बारहमासी जड़ी बूटी जिसका फाइबर कपड़ा उद्योग के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है1,2। यह चीन के लिए मूल निवासी मुख्य आर्थिक फसलों में से एक है; चीन में एक का उत्पादन दुनिया1,2में कुल उपज के ९०% से अधिक के लिए खाते में है । एक फाइबर सबसे मजबूत और सबसे लंबे समय तक संयंत्र फाइबर, एक लगभग रेशमी उपस्थिति3,4के साथ चमकदार में से एक है । एक फाइबर की लंबी लंबाई यह एक फाइबर कताई, जो शायद ही कभी bast फाइबर में देखा जाता है के लिए उपयुक्त बनाते हैं । एक फाइबर से बने वस्त्र इस तरह के ठंडक, जीवाणुरोधी, उत्कृष्ट थर्मल चालकता, वेंटिलेशन, आदिके रूप में कई उत्कृष्ट गुणों के पास3,4
फाइबर एक फाइबर का मुख्य घटक है, और एक में अन्य घटकों, जैसे पेक्टिन, लिग्निन, पानी घुलनशील सामग्री, मसूड़ों के रूप में परिभाषित कर रहे हैं5,6. एक फाइबर degumming5,6के रूप में परिभाषित एक प्रक्रिया में, रासायनिक एजेंट युक्त समाधान में मसूड़ों भंग द्वारा निकाला जा सकता है । एक फाइबर निष्कर्षण के मुख्य रूप से दो दृष्टिकोण मौजूद: रासायनिक degumming और जैव degumming. ऊर्जा की खपत, समय की खपत, और degumming अपशिष्ट जल का कॉड मूल्य पारंपरिक रासायनिक degumming में बल्कि उच्च है, के रूप में फाइबर फाइबर 6 से 8 ज7के लिए उच्च दबाव के तहत केंद्रित NaOH में कच्चे एक दस्त द्वारा निकाला जाता है,8 . वैकल्पिक रूप से, जैव degumming एक फाइबर निष्कर्षण के लिए एक पारिस्थितिकी के अनुकूल विकल्प है । फिर भी, कठोर प्रतिक्रिया शर्त और परिष्कृत उपकरण अपने आगे औद्योगिक आवेदन9,10रोकना । इसलिए, क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ ऑक्सीकरण degumming पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक मूल्यवान और वैकल्पिक आवेदन प्रस्तुत करता है, के लिए यह कम degumming समय और कम degumming तापमान11,12की आवश्यकता है । हालांकि, पेरोक्साइड की मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता के कारण, degumming प्रक्रिया है, जो फाइबर गुण13,14के लिए महान नुकसान हो सकता है के दौरान पर्याप्त फाइबर गिरावट हो सकती है । यह एक के क्षार पेरोक्साइड ऑक्सीकरण degumming की सबसे बड़ी खामी है ।
पिछले अध्ययनों में, एक फाइबर केवल सोडियम हीड्राकसीड15द्वारा समर्थित एक क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में निकाला गया था । हालांकि, सोडियम हीड्राकसीड की मजबूत alkaline के कारण, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया की गति को नियंत्रित करने के लिए मुश्किल था और इस प्रकार इलाज फाइबर7के लिए महान क्षति के परिणामस्वरूप । एक फाइबर, एक नियंत्रित रिलीज क्षार स्रोत है, जो सोडियम हीड्राकसीड और मैग्नीशियम हीड्राकसीड से बना है के गुणों में सुधार करने के लिए, इस अध्ययन में प्रयोग किया जाता है एक क्षार की स्थिति की पेशकश और क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली के पीएच मूल्य बफर16 , 17.
इस तकनीक के पीछे तर्क को इस प्रकार बताया जा सकता है । मैग्नीशियम हीड्राकसीड आसुत जल में थोड़ा घुलनशील है, और यह degumming समाधान के साथ धीरे से भंग कर सकते है ओह की खपत के साथ– और पीएच मान रखने और इस प्रकार एक उपयुक्त रेंज में degumming समाधान के ऑक्सीकरण की क्षमता18। मैग्नीशियम हीड्राकसीड की प्रतिस्थापन दर (SR) के रूप में परिभाषित किया गया है NaOH के तिल अनुपात की कुल क्षार खुराक के अंतर्गत मैग्नीशियम हीड्राकसीड द्वारा प्रतिस्थापित 10%, और प्रतिस्थापन दर निम्न समीकरण द्वारा गणना की जा सकती. इसके अलावा, मिलीग्राम2 + 19,20ऑक्सीकरण से अधिक की वजह से फाइबर गिरावट को रोकने कर सकते हैं ।
यहां, एम2 (जी) मिलीग्राम का वजन है (OH)2, एम1 (जी) NaOH का वजन है, ४० NaOH के आणविक वजन है, ५८ मिलीग्राम (oh) के आणविक वजन है2, 2 मिलीग्राम में OHs की संख्या है (oh)2, और एसआर प्रतिस्थापन दर है ।
इस प्रोटोकॉल की तकनीक एक क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में संयंत्र सामग्री के निष्कर्षण, ब्लीचिंग, और संशोधित करने के लिए बढ़ाया जा सकता है । तथापि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पीएच मूल्य और क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली की प्रतिक्रिया तापमान के चयन इस प्रौद्योगिकी के लिए महत्वपूर्ण है21। क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली के पीएच मूल्य प्रतिस्थापन दर17बदलकर समायोजित किया जा सकता है । पीएच मूल्य और इस प्रकार क्षार हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली की ऑक्सीकरण क्षमता प्रतिस्थापन दर की बढ़ती के साथ कम । जब प्रतिक्रिया तापमान ८५ डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया है, मुक्त कट्टरपंथी प्रतिक्रिया प्रणाली में मुख्य भूमिका निभाता है और प्रणाली के मजबूत ऑक्सीकरण सामग्री भंग करने के लिए उपयुक्त है; जब प्रतिक्रिया तापमान १२५ डिग्री सेल्सियस पर सेट किया गया है, मुक्त कट्टरपंथी प्रतिक्रिया हिचकती है और हू की एक बड़ी राशि सिस्टम में मौजूद है, जो सिस्टम को ब्लीचिंग19के लिए उपयुक्त बनाता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
एमजी की स्थापना (OH)2 प्रतिस्थापन दर और प्रतिक्रिया तापमान इस प्रोटोकॉल के प्रमुख बिंदु था । मिलीग्राम (OH)2 प्रतिस्थापन दर पीएच मान और इस प्रकार degumming समाधान के ऑक्सीकरण क्षमता को प्रभावित कर सकते ह?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम चीन के लिए निर्धारित फंड द्वारा समर्थित था कृषि अनुसंधान प्रणाली के लिए Bast और पत्ती फाइबर फसलों (अनुदान संख्या कारें-19), चीन के कृषि विज्ञान अकादमी और प्रौद्योगिकी नवाचार परियोजना (अनुदान संख्या ASTIP-IBFC07), नवाचार कोष Donghua विश्वविद्यालय में स्नातक छात्रों के लिए (अनुदान संख्या 16D310107), ‘ श्याओ विज्ञान और प्रौद्योगिकी नवाचार टीम ‘ (औद्योगीकरण एकीकृत अनुसंधान एवं विकास समूह के bast फाइबर जैविक degumming), चीन छात्रवृत्ति परिषद.
Materials
| Hydrogen peroxide, 30% | Fisher Scientific | H325-100 | Chemical for degumming |
| Magnesium hydroxide, 99% | Fisher Scientific | AA1236722 | Chemical for degumming |
| Sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-1 | Chemical for degumming |
| Sodium bisulfite | Fisher Scientific | S654-500 | Chemical for degumming |
| Sodium tripolyphosphate | Fisher Scientific | AC218675000 | Chemical for degumming |
| Anthraquinone, >98% | Fisher Scientific | AC104930500 | Chemical for degumming |
| 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid | Fisher Scientific | 50-901-10243 | Chemical for degumming |
| Degumming oil | Minglong auxiliaries limited liability company, Yiyang, Hunan,China | —— | Chemical for degumming |
| Ethyl alcohol | Fisher Scientific | A962-4 | Chemical for testing |
| Benzene | Fisher Scientific | AA43817AE | Chemical for testing |
| Copper wire,0.5mm (0.02in) dia | Fisher Scientific | AA10783H4 | Chemical for testing |
| Cupriethylenediamine solution 1mol/L | Fisher Scientific | 24991 | Chemical for testing, caution toxic |
| Nitric acid (65% ~68% ) | Fisher Scientific | A200-612GAL | Chemical for testing, caution |
| Ethylenediamine | Fisher Scientific | AC118420100 | Chemical for testing |
| Potassium permanganate | Fisher Scientific | P279-500 | Chemical for testing |
| Sulphuric acid | Fisher Scientific | A300C-212 | Chemical for testing |
| Silver sulfate | Fisher Scientific | S190-25 | Chemical for testing |
| Raw ramie | Guangyuan limited liability company, Changde, Hunan,China | —— | Raw materials |
| Electric-heated thermostatic water bath | Senxin Experiment equipment limited liability company,Shanghai,China | DK-S28 | Equipments for degumming |
| High temperature lbaorator dyeing machine | Shanghai Longda chemcials Crop. | RY-1261 | Equipments for degumming |
| Thermometer | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 100 °C | Equipments for degumming |
| Vacuum suction machine | Yukang KNET ,Shanghai,China | SHB-IIIA | Equipments for testing Mg(OH)2 solublity |
| Suction flask | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 1000mL | Equipments for testing Mg(OH)2 solublity |
| Sand-core funnels | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 35mL | Equipments for testing Mg(OH)2 solublity |
| Oxidation reduction potential meter | Dapu instrument, Shanghai, China | MODEL 421 | Equipments for testing ORP value |
| pH meter | Hanna instruments,Beijing,China | HI 98129 | Equipments for testing pH value |
| Acid burette | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 50mL | Equipments for testing H2O2 content |
| Flask | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL/500mL | Equipments for testing H2O2 content; residual gums content |
| Electric furnace | Jiangyi Experiment instruments limited liability company,Shanghai,China | 800-2000W | Equipments for testing residual gums content |
| Reflux condensing tube | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Equipments for testing residual gums content; COD value |
| Fiber cutter (40mm) | Changzhou No.2 Textile Machine Co.,Ltd | Y171A | Equipments for testing fiber density |
| Ostwald viscometer | Taizhou, jiaojiang, glass instruments company | 0.6mm | Equipments for testing fiber PD value |
| Spherical fat extractor | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Equipments for testing fiber PD value |
| Soxhlet extractor | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Equipments for testing fiber PD value |
| Torsion balance | Liangping instrucments Co.,Ltd,Shanghai, China | JN-B | Equipments for testing fiber density |
| Fiber strength instrument | Xinxian instruments, shanghai,China | XQ-2 | Equipments for testing fiber tensile property |
| Tension clamp | Depu textile technology Co.,Ltd, Changzhou, jiangsu, China | 0.3cN/dtex | Equipments for testing fiber tensile property |
| COD thermostatic heater | Qiangdao Xuyu environment protection technology Lit company | DL-801A | Equipments for testing COD value |
| FTIR | Thermo Fisher, America | Nicolet | FTIR analysis |
| XRD | Rigaku, Japan | D/max-2550 PC | XRD analysis |
| Electronic balance | Shanghai jingtian Electronic instrument Co.,Ltd | FA2004A | Generral equipments |
| Drying oven | Tonglixinda instruments, Tianjin,China | 101-2AS | Generral equipments |
| Weighing bottle | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 50×30 | Generral equipments |
| Beaker | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 500mL | Generral equipments |
| Sample sieve | Xiaojin hardware instruments Co.,Ltd, Shangyu, Zhejiang | 120 mesh | Generral equipments |
| Glass rod | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | —— | Generral equipments |
| Cylinder | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL, 50mL | Generral equipments |
| Pipette | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 5mL, 10mL | Generral equipments |
| Rubber suction bulb | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | —— | Generral equipments |
| Orign | OriginLab | 8.0 | Software for figure drawing |
References
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