CMC סעללולאָסע און זייַן סטרוקטור קעראַקטעריסטיקס
ניצן שטרוי סעליאַלאָוס ווי רוי מאַטעריאַל, עס איז געווען מאַדאַפייד דורך יטעראַפאַקיישאַן. דורך די איין פאַקטאָר און ראָוטיישאַן פּרובירן, די אָפּטימאַל טנאָים פֿאַר דער צוגרייטונג פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס זענען באשלאסן צו זיין: עטהעריפיקאַטיאָן צייט 100 מינוט, עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור 70℃, נאַאָה דאָוסאַדזש 3.2ג און מאַנאַטשלאָראָאַסעטיק זויער דאָוסאַדזש 3.0ג, די מאַקסימום סאַבסטיטושאַן דער גראַד איז 0.53.
שליסל ווערטער: קמקסעליאַלאָוס; מאָנאָטלאָראָאַסעטיק זויער; עטהעריפיקאַטיאָן; מאָדיפיקאַטיאָן
קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוסאיז די מערסט געשאפן און סאָלד סעליאַלאָוס יטער אין דער וועלט. עס איז וויידלי געניצט אין וואַשפּולווער, עסנוואַרג, ציינפּאַסטע, טעקסטיל, דרוקן און דייינג, פּאַפּיר מאכן, נאַפט, מיינינג, מעדיצין, סעראַמיקס, עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ, גומע, פּאַינץ, פּעסטאַסיידז, קאָסמעטיקס, לעדער, פּלאַסטיקס און ייל דרילינג, אאז"ו ו. ווי "אינדוסטריעלע מאָנאָסאָדיום גלוטאַמייט". קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס איז אַ וואַסער-סאַליאַבאַל סעליאַלאָוס יטער דעריוואַט באקומען דורך כעמיש מאַדאַפייינג נאַטירלעך סעליאַלאָוס. סעללולאָסע, דער הויפּט רוי מאַטעריאַל פֿאַר דער פּראָדוקציע פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס, איז איינער פון די מערסט שעפעדיק נאַטירלעך רינואַבאַל רעסורסן אויף דער ערד, מיט אַ יערלעך פּראָדוקציע פון הונדערטער פון ביליאַנז פון טאָנס. מיין לאַנד איז אַ גרויס לאַנדווירטשאַפטלעך לאַנד און איינער פון די לענדער מיט די מערסט שעפעדיק שטרוי רעסורסן. שטרוי איז שטענדיק געווען איינער פון די הויפּט לעבעדיק ברענוואַרג פֿאַר דאָרפיש רעזידאַנץ. די רעסורסן זענען נישט ראַשאַנאַלי דעוועלאָפּעד פֿאַר אַ לאַנג צייַט, און ווייניקער ווי 2% פון לאַנדווירטשאַפטלעך און פאָרעסטרי וויסט אַזאַ ווי שטרוי זענען געניצט אין דער וועלט יעדער יאָר. רייַז איז די הויפּט עקאָנאָמיש גערעטעניש אין העילאָנגדזשיאַנג פּראַווינס, מיט אַ פּלאַנטינג שטח פון מער ווי 2 מיליאָן המ 2, אַ יערלעך פּראָדוקציע פון 14 מיליאָן טאָנס פון רייַז און 11 מיליאָן טאָנס פון שטרוי. פאַרמערס ברענען זיי בכלל גלייַך אין די פעלד ווי וויסט, וואָס איז ניט בלויז אַ ריזיק וויסט פון נאַטירלעך רעסורסן, אָבער אויך געפֿירט ערנסט פאַרפּעסטיקונג צו די סוויווע. דעריבער, ריאַלייזינג די מיטל יוטאַלאַזיישאַן פון שטרוי איז די נויט פֿאַר די סאַסטיינאַבאַל אַנטוויקלונג סטראַטעגיע פון אַגריקולטורע.
1. עקספּערימענטאַל מאַטעריאַלס און מעטהאָדס
1.1 עקספּערימענטאַל מאַטעריאַלס און ויסריכט
שטרוי סעליאַלאָוס, זיך-געמאכט אין דער לאַבאָראַטאָריע; דזשדזש~1 טיפּ עלעקטריק מיקסער, דזשינטאַן גואָוואַנג עקספּערימענטאַל ינסטרומענט פאַקטאָרי; SHZW2C טיפּ רס—א וואַקוום פּאָמפּע, שאַנגהאַי פּענגפו עלעקטראָמעטשאַניקאַל קאָו, לטד; פּפס-3ק פּה מעטער, מעטלער-טאָלעדאָ קאָו, לטד; דגג-9070אַ עלעקטריק באַהיצונג קעסיידערדיק טעמפּעראַטור דריינג ויוון, בעידזשינג צפון ליהוי טעסט ינסטרומענט עקוויפּמענט קאָו, לטד; היטאַטשי-ס ~ 3400ן סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ, היטאַטשי ינסטרומענץ; עטאַנאָל; סאָדיום כיידראַקסייד; טשלאָראָאַסעטיק זויער, אאז"ו ו (די אויבן רעאַגענץ זענען אַנאַליטיש ריין).
1.2 עקספּערימענטאַל אופֿן
1.2.1 צוגרייטונג פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
(1) דער צוגרייטונג אופֿן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס: וועגן 2 ג פון סעליאַלאָוס אין אַ דריי-האַלדז קאָלבע, לייגן 2.8 ג נאַאָה, 20 מל פון 75% עטאַנאָל לייזונג, און ווייקן אין אַלקאַלי אין אַ קעסיידערדיק וואַסער וואַנע ביי 25.°C פֿאַר 80 מינוט. קאָך מיט אַ מיקסער צו פאַרבינדן געזונט. בעשאַס דעם פּראָצעס, סעליאַלאָוס ריאַקץ מיט אַלקאַליין לייזונג צו פאָרעם אַלקאַלי סעליאַלאָוס. אין די עטהעריפיקאַטיאָן בינע, לייגן 10 מל פון 75% עטאַנאָל לייזונג און 3 ג פון טשלאָראָאַסעטיק זויער צו די דריי-האַלדז קאָלבע ריאַקטאַד אויבן, הייבן די טעמפּעראַטור צו 65-70° C., און רעאַגירן פֿאַר 60 מינוט. לייג אַלקאַלי פֿאַר די צווייט מאָל, און לייגן 0.6 ג נאַאָה צו די אויבן אָפּרוף קאָלבע צו האַלטן די טעמפּעראַטור ביי 70°C, און דער אָפּרוף צייט איז 40 מינוט צו באַקומען גראָב נאַ—קמק (סאָדיום קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס).
נייטראַליזיישאַן און וואַשינג: לייגן 1 מאָל·ל-1 הידראָטשלאָריק זויער, און נוטראַלייז די אָפּרוף אין צימער טעמפּעראַטור ביז ף = 7-8. דעמאָלט וואַשן צוויי מאָל מיט 50% עטאַנאָל, דעמאָלט וואַשן אַמאָל מיט 95% עטאַנאָל, פילטער מיט סאַקשאַן און טרוקן ביי 80-90°C פֿאַר 2 שעה.
(2) באַשטימונג פון דער גראַד פון מוסטער סאַבסטיטושאַן: אַסידאַטי מעטער פעסטקייַט אופֿן: וועגן 0.2 ג (פּינטלעך צו 0.1 מג) פון די פּיוראַפייד און דאַר נאַ-קמק מוסטער, צעלאָזן עס אין 80 מל דיסטילד וואַסער, קאָך עס ילעקטראָומאַגנעטיקלי פֿאַר 10 מינוט און סטרויערן עס. עס מיט זויער אָדער אַלקאַלי די לייזונג געבראכט די ף פון די לייזונג צו 8. דעמאָלט טיטרירן די פּרובירן לייזונג מיט סאַלפיוריק זויער נאָרמאַל לייזונג אין אַ ביקער יקוויפּט מיט אַ ף מעטער ילעקטראָוד, און אָבסערווירן די אָנווייַז פון די ף מעטער בשעת טיטרייטינג ביז די ף איז 3.74. באַמערקונג אַראָפּ די באַנד פון סאַלפיוריק זויער נאָרמאַל לייזונג געניצט.
1.2.2 איין פאַקטאָר פּרובירן אופֿן
(1) די ווירקונג פון די סומע פון אַלקאַלי אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס: דורכפירן אַלקאַליזאַטיאָן ביי 25℃אַלקאַלי טבילה פֿאַר 80 מינוט, די קאַנסאַנטריישאַן אין עטאַנאָל לייזונג איז 75%, קאָנטראָל די סומע פון מאַנאַטשלאָראָאַסעטיק זויער רייידזשאַנט 3 ג, עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור איז 65 ~ 70°C, די עטהעריפיקאַטיאָן צייט איז געווען 100 מינוט, און די סומע פון סאָדיום כיידראַקסייד איז געביטן פֿאַר די פּראָבע.
(2) די ווירקונג פון די קאַנסאַנטריישאַן פון עטאַנאָל לייזונג אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס: די סומע פון פאַרפעסטיקט אַלקאַלי איז 3.2 ג, אַלקאַליין טבילה אין אַ קעסיידערדיק וואַסער וואַנע ביי 25°C פֿאַר 80 מינוט, די קאַנסאַנטריישאַן פון עטאַנאָל לייזונג איז 75%, די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער רעאַגענט איז קאַנטראָולד ביי 3 ג, עטהעריפיקאַטיאָן די טעמפּעראַטור איז 65-70°C, די עטהעריפיקאַטיאָן צייט איז 100 מינוט, און די קאַנסאַנטריישאַן פון די עטאַנאָל לייזונג איז פארענדערט פֿאַר דער עקספּערימענט.
(3) די ווירקונג פון די סומע פון מאָנאָטלאָראָאַסעטיק זויער אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס: פאַרריכטן ביי 25°C פֿאַר אַלקאַליזאַטיאָן, ווייקן אין אַלקאַלי פֿאַר 80 מינוט, לייגן 3.2 ג סאָדיום כיידראַקסייד צו מאַכן די קאַנסאַנטריישאַן פון די עטאַנאָל לייזונג 75%, יטער די טעמפּעראַטור איז 65-70°C, די עטהעריפיקאַטיאָן צייט איז 100 מינוט, און די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער איז פארענדערט פֿאַר עקספּערימענט.
(4) ווירקונג פון עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס: פאַרריכטן ביי 25°C פֿאַר אַלקאַליזיישאַן, ווייקן אין אַלקאַלי פֿאַר 80 מינוט, לייגן 3.2 ג סאָדיום כיידראַקסייד צו מאַכן די קאַנסאַנטריישאַן פון עטאַנאָל לייזונג 75%, עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור די טעמפּעראַטור איז 65 ~ 70℃די עטהעריפיקאַטיאָן צייט איז 100 מינוט, און דער עקספּערימענט איז דורכגעקאָכט דורך טשאַנגינג די דאָוסאַדזש פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער.
(5) ווירקונג פון עטהעריפיקאַטיאָן צייט אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס: פאַרפעסטיקט ביי 25°C פֿאַר אַלקאַליזאַטיאָן, צוגעגעבן 3.2 ג סאָדיום כיידראַקסייד און סאָוקט אין אַלקאַלי פֿאַר 80 מינוט צו מאַכן די קאַנסאַנטריישאַן פון די עטאַנאָל לייזונג 75%, און קאַנטראָולד מאַנאַטשלאָר.°C, און די עטהעריפיקאַטיאָן צייט איז פארענדערט פֿאַר עקספּערימענט.
1.2.3 טעסט פּלאַן און אַפּטאַמאַזיישאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
אויף דער באזע פון די איין פאַקטאָר עקספּערימענט, אַ קוואַדראַטיק ראַגרעשאַן אָרטאָגאָנאַל ראָוטיישאַן קאַמביינד עקספּערימענט מיט פיר סיבות און פינף לעוועלס איז דיזיינד. די פיר סיבות זענען עטהעראַפאַקיישאַן צייט, עטהעראַפאַקיישאַן טעמפּעראַטור, די סומע פון נאַאָה און די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער. די דאַטן פּראַסעסינג ניצט SAS8.2 סטאַטיסטיש ווייכווארג פֿאַר דאַטן פּראַסעסינג, וואָס ריווילז די שייכות צווישן יעדער ינפלואַנסינג פאַקטאָר און דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס. ינער געזעץ.
1.2.4 סעם אַנאַליסיס אופֿן
די דאַר פּודער מוסטער איז געווען פאַרפעסטיקט אויף דער מוסטער בינע מיט קאַנדאַקטיוו קליי, און נאָך וואַקוום ספּרייינג גאָלד, עס איז באמערקט און פאָוטאַגראַפט אונטער אַ Hitachi-S-3400N Hitachi סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ.
2. רעזולטאַטן און אַנאַליסיס
2.1 ווירקונג פון איין פאַקטאָר אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
2.1.1 די ווירקונג פון די סומע פון אַלקאַלי אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
ווען NaOH3.2g איז צוגעגעבן צו 2g סעליאַלאָוס, די סאַבסטיטושאַן גראַד פון די פּראָדוקט איז געווען די העכסטן. די סומע פון נאַאָה איז רידוסט, וואָס איז נישט גענוג צו פאָרעם די נוטראַלייזינג פון אַלקאַליין סעליאַלאָוס און עטהעריפיקאַטיאָן אַגענט, און די פּראָדוקט האט אַ קליין גראַד פון סאַבסטיטושאַן און נידעריק וויסקאָסיטי. אויף די פאַרקערט, אויב די סומע פון נאַאָה איז צו פיל, די זייַט ריאַקשאַנז בעשאַס די כיידראַלאַסאַס פון טשלאָראָאַסעטיק זויער וועט פאַרגרעסערן, די קאַנסאַמשאַן פון עטהעראַפייינג אַגענט וועט פאַרגרעסערן, און די וויסקאָסיטי פון די פּראָדוקט וועט אויך פאַרמינערן.
2.1.2 ווירקונג פון קאַנסאַנטריישאַן פון עטאַנאָל לייזונג אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
טייל פון די וואַסער אין די עטאַנאָל לייזונג יגזיסץ אין די אָפּרוף מיטל אַרויס די סעליאַלאָוס, און די אנדערע טייל יגזיסץ אין די סעליאַלאָוס. אויב די וואַסער אינהאַלט איז צו גרויס, CMC וועט געשוואָלן אין וואַסער צו פאָרעם זשעלע בעשאַס עטהעריפיקאַטיאָן, ריזאַלטינג אין זייער אַניוואַן אָפּרוף; אויב די וואַסער אינהאַלט איז אויך קליין, דער אָפּרוף וועט זיין שווער צו פאָרזעצן ווייַל פון די פעלן פון אָפּרוף מיטל. אין אַלגעמיין, 80% עטאַנאָל איז די מערסט פּאַסיק סאַלוואַנט.
2.1.3 ווירקונג פון די דאָוסאַדזש פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער און סאָדיום כיידראַקסייד איז טהעאָרעטיקאַללי 1: 2, אָבער אין סדר צו מאַך די אָפּרוף צו דער ריכטונג פון דזשענערייטינג קמק, ענשור אַז עס איז אַ פּאַסיק פריי באַזע אין די אָפּרוף סיסטעם, אַזוי אַז די קאַרבאָקסימעטהילאַטיאָן קענען גיינ ווייַטער סמודלי. פֿאַר דעם סיבה, דער אופֿן פון וידעפדיק אַלקאַלי איז אנגענומען, דאָס איז, די מאָלאַר פאַרהעלטעניש פון זויער און אַלקאַלי סאַבסטאַנסיז איז 1: 2.2.
2.1.4 ווירקונג פון עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
די העכער די עטעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור, די פאַסטער די אָפּרוף קורס, אָבער די זייַט ריאַקשאַנז זענען אויך אַקסעלערייטיד. אין דער פּערספּעקטיוו פון כעמישער וואָג, די רייזינג טעמפּעראַטור איז אַנפייוועראַבאַל פֿאַר די פאָרמירונג פון CMC, אָבער אויב די טעמפּעראַטור איז צו נידעריק, די אָפּרוף קורס איז פּאַמעלעך און די יוטאַלאַזיישאַן קורס פון די עטהעראַפייינג אַגענט איז נידעריק. עס קענען זיין געזען אַז די אָפּטימום טעמפּעראַטור פֿאַר יטעראַפאַקיישאַן איז 70°C.
2.1.5 ווירקונג פון עטהעריפיקאַטיאָן צייט אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס
מיט דער פאַרגרעסערן פון עטהעריפיקאַטיאָן צייט, די גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון CMC ינקריסיז, און די אָפּרוף גיכקייַט איז אַקסעלערייטיד, אָבער נאָך אַ זיכער צייט, די זייַט ריאַקשאַנז פאַרגרעסערן און דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן דיקריסאַז. ווען די עטהעריפיקאַטיאָן צייט איז 100 מינוט, דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן איז מאַקסימום.
2.2 אָרטהאָגאָנאַל פּרובירן רעזולטאַטן און אַנאַליסיס פון קאַרבאָקסימעטהיל גרופּעס
עס קענען זיין געזען פון די וועריאַנס אַנאַליסיס טיש אַז אין די ערשטיק נומער, די פיר סיבות פון עטהעריפיקאַטיאָן צייט, עטהעראַפאַקיישאַן טעמפּעראַטור, די סומע פון נאַאָה און די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער האָבן אַ זייער באַטייטיק פּראַל אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס (פּ) <0.01) . צווישן די ינטעראַקשאַן זאכן, די ינטעראַקשאַן ייטאַמז פון עטהעראַפאַקיישאַן צייט און די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער, און די ינטעראַקשאַן זאכן פון עטהעראַפאַקיישאַן טעמפּעראַטור און די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער האט אַ זייער באַטייַטיק ווירקונג אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס (פּ <0.01). דער סדר פון השפּעה פון פאַרשידן סיבות אויף דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס איז געווען: עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור> די סומע פון מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער> עטהעראַפאַקיישאַן צייט> די סומע פון נאַאָה.
נאָך אַנאַליסיס פון די פּראָבע רעזולטאַטן פון די קוואַדראַטיק ראַגרעשאַן אָרטאָגאָנאַל ראָוטיישאַן קאָמבינאַציע פּלאַן, עס קענען זיין באשלאסן אַז די אָפּטימאַל פּראָצעס טנאָים פֿאַר קאַרבאָקסימעטהילאַטיאָן מאָדיפיקאַטיאָן זענען: עטהעריפיקאַטיאָן צייט 100 מינוט, עטהעראַפאַקיישאַן טעמפּעראַטור 70℃, נאַאָה דאָוסאַדזש 3.2 ג און מאָנאָטשלאָראָאַסעטיק זויער די דאָוסאַדזש איז 3.0 ג, און די מאַקסימום גראַד פון סאַבסטיטושאַן איז 0.53.
2.3 מיקראָסקאָפּיק פאָרשטעלונג קעראַקטעריסטיקס
די ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי פון סעליאַלאָוס, קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס און קרייַז-לינגקט קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס פּאַרטיקאַלז איז געלערנט דורך סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי. דער סעליאַלאָוס וואקסט אין אַ פּאַס פאָרעם מיט אַ גלאַט ייבערפלאַך; דער ברעג פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס איז ראַפער ווי אַז פון יקסטראַקטיד סעליאַלאָוס, און די קאַוואַטי סטרוקטור ינקריסיז און די באַנד ווערט גרעסער. דאָס איז ווייַל די פּעקל סטרוקטור ווערט גרעסערע רעכט צו דער געשווילעכץ פון קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס.
3. מסקנא
3.1 צוגרייטונג פון קאַרבאָקסימעטהיל עטהעראַפייד סעליאַלאָוס די סדר פון וויכטיקייט פון די פיר סיבות וואָס ווירקן דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון סעליאַלאָוס איז: עטהעראַפאַקיישאַן טעמפּעראַטור> דאָוסאַדזש פון מאַנאַטשלאָראָאַסעטיק זויער> עטהעריפיקאַטיאָן צייט> דאָוסאַדזש פון נאַאָה. די אָפּטימאַל פּראָצעס טנאָים פון קאַרבאָקסימעטהילאַטיאָן מאָדיפיקאַטיאָן זענען עטהעריפיקאַטיאָן צייט 100 מינוט, עטהעריפיקאַטיאָן טעמפּעראַטור 70℃, נאַאָה דאָוסאַדזש 3.2 ג, דאָוסאַדזש פון מאַנאַטשלאָראָאַסעטיק זויער 3.0 ג, און מאַקסימום סאַבסטיטושאַן גראַד 0.53.
3.2 די אָפּטימאַל טעקנאַלאַדזשיקאַל טנאָים פון קאַרבאָקסימעטהילאַטיאָן מאָדיפיקאַטיאָן זענען: עטהעראַפאַקיישאַן צייט 100 מינוט, עטהעראַפאַקיישאַן טעמפּעראַטור 70℃, נאַאָה דאָוסאַדזש 3.2ג, דאָוסאַדזש פון מאַנאַטשלאָראָאַסעטיק זויער 3.0ג, מאַקסימום סאַבסטיטושאַן גראַד 0.53.
פּאָסטן צייט: יאנואר 29-2023