Abstract
Biomass exploitation emerges to be the most probable and practical alternative in solving the global depletion of fossil fuels. Nevertheless, the components in lignocellulosic biomass are assembled in a complex three-dimensional structure which leads to difficulty in hydrolyzation and resistance against chemicals. In this context, low transition temperature mixtures (LTTMs) tend to be the promising green solvents to delignify lignocellulosic biomass. This research focused on customizing the physicochemical behaviour of LTTMs by a prudent selection of hydrogen bond acceptor (HBA) in which malic acid is used as the hydrogen bond donor (HBD). LTTMs with carbohydrates as HBA could be formed in the temperature range of 60 to 100oC. On the other hand, LTTMs with organic and inorganic salts as HBA could only be formed in the temperature range of 100 to 180oC. Besides, no crystallization of starting materials was observed for LTTMs prepared from carbohydrates when they are cooled to room temperature. This phenomenon was due to the hydrogen bonding and van der Waals interactions formed between the starting materials. Based on Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis, the representative peak of carboxylic acid group of malic acid turned broader. The peaks involved in the H-bonding as a result of the formation of LTTMs shifted and became broader by the combination of malic acid and carbohydrates
چکیده
به نظر میرسد که بهره برداری زیست توده احتمالیترین و عملیترین جایگزین در حل کاهش جهانی سوخت های فسیلی باشد. با این وجود، اجزای لیگنوسلولزی زیست توده در یک ساختار پیچیده و سه بعدی تجمع مییابند که منجر به ایجاد مشکل در پدیده آبکافت و مقاومت در برابر مواد شیمیایی میگردد. در این زمینه، مخلوط های دمای انتقال پایین (LTTMs) به نظر میرسد حلال های سبز موفقی در مقایسه با زیست توده های لیگنوسلولزی به شمار آیند. این پژوهش بر روی سفارشی کردن رفتار فیزیکوشیمیایی LTTMs توسط یک انتخاب عاقلانه از پذیرنده پیوند هیدروژنی (HBA) تمرکز کرده است که در آن اسید مالیک به عنوان دهنده ی پیوند هیدروژنی (HBD) استفاده میشود. LTTMهای دارای کربوهیدرات به عنوان HBA میتوانند در درجه حرارت 60 تا 100درجه سانتی گراد تشکیل شوند. از سوی دیگر، LTTMهایی با نمکهای آلی و غیر آلی به عنوان HBA را تنها میتوان در دمای 100 تا 180درجه سانتی گراد تشکیل داد. علاوه بر این، هیچ تبلوری در مواد اولیه ی LTTMهای تهیه شده از کربوهیدرات زمانی که در دمای اتاق سرد میشوند، مشاهده نشده است. این پدیده به علت پیوند هیدروژنی و تعاملات واندر والس بین مادههای اولیه بوده است. بر اساس تجزیه و تحلیل طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه(FTIR) ، پیک نماینده گروه کربوکسیلیک اسید از اسید مالیک پهنتر شد. پیکهای درگیر در پیوند هیدروژنی در نتیجه ی تشکیل LTTMها شیفت پیدا کرد و بواسطه ی ترکیب اسید مالیک و کربوهیدرات پهنتر شد.
1-مقدمه
استفاده از زیست توده بیشترین پتانسیل و امکان را در مهار انرژی دارد. نیلسن و همکاران اشاره کردند که بر خلاف دیگر منابع تجدید پذیر انرژی مانند انرژی خورشیدی و باد که تنها تولید حرارت و برق میکنند، زیست توده را میتوان به سوخت های مایع، جامد و گاز تبدیل نمود. اجزای سازنده در زیست توده لیگنوسلولزی مانند لیگنین، سلولز و همی سلولز در یک ساختار سه بعدی پیچیده دور هم آمده اند که منجر به مقاومت در برابر حمله ی مواد شیمیایی و میکروبی میشود که تجزیه ی آن را بسیار دشوار میسازد. تفکیک موثر این اجزا و جدایش متعاقب آنها برای تولید محصولات با ارزش بالا از زیست توده لیگنوسلولزی ضروری است...