İyonik sıvıların selüloz çözündürme özelliğinin kimyasal yapı ile ilişkisinin incelenmesi

Abstract

Selüloz uzun polimerik zincire sahip olan, doğada en yaygın bulunan yenilenebilir bir polimer malzemedir. Selülozun sert biyomolekülleri ve selülozun uzun inter ve intra hidrojen bağ zincirleri nedeniyle yaygın teknolojiler kullanılarak ayrıştırılması son derece zordur, selülozun çözünmesi için kullanılan bazı yöntemler yüksek sıcaklık ve pH kullanımı, organik sülfür bileşiklerinin salınımı veya su kirlenmesi gibi dezavantajlara sahiptir. Bunlar nedeniyle, asıl zorluk, toksik ve geri dönüştürülemez kimyasalların kullanımını içermeyen daha iyi stratejiler kullanarak lignin ve hemiselülozu tahrip etmeden biyokütlenin ayrılması ve saflaştırılmasıdır. Selülozu çözündürmek ve işlemek için kullanılan mevcut yöntemlerle ilişkili dezavantajlar nedeniyle, çevre dostu ve daha verimli çözücüler gereklidir. Son on yılda, iyonik sıvılar, yüksek termal ve kimyasal stabiliteleri, yanmaz nitelikleri ve diğer birçok çözücü sistemiyle karışabilirlikleri nedeniyle etkili ve yeşil çözücüler olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada iyonik sıvıların katyon zincir uzunluğuna, erime noktasına, molekül ağırlığına ve deney sıcaklık koşuluna bağlı olarak selülozun çözünmesine etkisinin Yapay Sinir Ağları ve Uyarlanır Sinirsel Bulanık Çıkarım Sistemi (ANFIS) kullanılarak modellenmesi yapılmıştır. Bu iki model karşılaştırılmış ve sonuçları raporlanmıştır.

Cellulose is a renewable polymer material with a long polymeric chain, the most common in nature. Due to the hard biomolecules of cellulose and the long inter and intra hydrogen bond chains of cellulose, it is extremely difficult to separate using common technologies. Some methods used to dissolve cellulose have disadvantages such as the use of high temperatures and pH, the release of organic sulfur compounds or water contamination. Because of these, the main challenge is to separate and purify biomass without destroying lignin and hemicellulose using better strategies that do not involve the use of toxic and non-recyclable chemicals. Because of the disadvantages associated with current methods used to dissolve and process cellulose, environmentally friendly and more efficient solvents are required. In the last decade, ionic liquids have emerged as effective and green solvents due to their high thermal and chemical stability, non-flammable qualities and miscibility with many other solvent systems. In this study, the effect of ionic liquids on dissolution of cellulose depending on cation chain length, melting point, molecular weight and experimental temperature condition was modeled using Artificial Neural Networks and Adaptive Neural Fuzzy Inference System (ANFIS). These two models have been compared and their results are reported.