19.5.2020 Alkalisissa olosuhteissa tapahtuvat selluloosan hapetusreaktiot (Adibi Larijani)

Jyväskylän yliopistossa tarkastettavan Amir Adibi Larijanin väitöstukimuksen tarkoituksena oli selvittää hapen ja sen paineen sekä lämpötilan vaikutus selluloosan hajoamiseen ja pilkkoutumistuotteiden muodostumiseen alkalisissa olosuhteissa. Tämän tyyppisellä hajoamisella on merkitystä monien teollisuusprosessien yhteydessä esimerkiksi valmistettaessa viskoosimenetelmällä vaatetusteollisuuden tarvitsemia raionkuituja.
Julkaistu
19.5.2020

Reaktiotapahtuman yksinkertaistamiseksi kokeissa käytettiin selluloosan malliaineena sellobioosia, joka on ainoastaan kahdesta glukoosimolekyylistä koostuva selluloosan toistuva rakenneyksikkö. Reaktiotuotteet määritettiin haihtuvina johdannaisinaan kaasukromatografisesti. Koetyöskentelyn yhteydessä identifioitiin lähes 40 hajoamistuotetta, joista noin 30 määritettiin myös kvantitatiivisesti ja tuotteet ryhmiteltiin sekä hapettavissa että ei-hapettavissa olosuhteissa muodostuviin yhdisteisiin. Pääpilkkoutumistuotteet muodostuivat glukoosista sekä glykoli-, maito-, glyseriini-, 3,4-dihydroksibutaani-, 3-deoksi-pentoni- ja glukoisosakkariinihaposta.

Yleisesti havaittiin hapen sellobioosin hajoamista hidastava vaikutus. Erityisesti alemmissa lämpötiloissa hapen paineen kasvaessa muodostui vähäisessä määrin ei-hapettuneita tuotteita. Ei-hapettuneiden tuotteiden muodostuminen todettiin tapahtuvan ensisijaisesti kinetiikan ja hapettuneiden hajoamistuotteiden termodynamiikan mukaisesti.

Kineettiset tarkastelut osoittivat, että huoneen lämpötilassa sellobioosin hajoaminen tapahtui neljä kertaa hitaammin ilmassa kuin hapettomassa typpi-ilmakehässä aktivointienergioiden ollessa vastaavasti 122 kJ/mol ja 79 kJ/mol. Saavutettujen tulosten perusteella kehitettiin kokonaisuudelle uusi, ionimekanismiin perustuva teoria.

Tutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten JYU Dissertations -sarjassa, numero 217, Jyväskylä, 2020.
ISBN 978-951-39-8157-0 (PDF) URN:ISBN:978-951-39-8157-0 ISSN 2489-9003

Linkki julkaisuun: 

³¢¾±²õä³Ù¾±±ð³Ù´ÇÂá²¹:

Amir Adibi Larijani, amir.adibi@hotmail.de

FM Amir Adibi Larijanin kemian väitöskirjan "Oxidative reactions of cellulose under alkaline conditions" tarkastustilaisuus on tiistaina 19.5.2020 Jyväskylän yliopistossa alken kello 12. Vastaväittäjänä on professori Herbert Sixta Aalto-yliopistosta ja kustoksena on professori emeritus Raimo Alén Jyväskylän yliopistosta. Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Yleisö voi seurata tilaisuutta verkkolähetyksenä, linkki Zoom-webinaariin:   
Meeting ID: 652 3383 9521