Show simple item record

dc.contributor.authorAdibi Larijani, Amir Houshang
dc.date.accessioned2020-05-13T09:44:14Z
dc.date.available2020-05-13T09:44:14Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.isbn978-951-39-8157-0
dc.identifier.urihttps://jyx.jyu.fi/handle/123456789/68957
dc.description.abstractThe purpose of this investigation was to elucidate the influence of oxygen, gas pressure, and temperature on the oxidative degradation of cellulose and the formation of degradation products under alkaline conditions. In order to simplify the reaction system the experiments were carried out with the cellulose model compound cellobiose. Reaction products were determined and identified by GCFID and GC-MSD as their per(trimethylsilyl)ated derivatives. About 37 degradation products were qualitatively identified of which 33 degradation products were quantitatively evaluated. The degradation products were divided into oxidative and non-oxidative degradation products. The main degradation products were glucose as well as glycolic, lactic, glyceric, 3,4-dihydroxybutanoic, 3-deoxypentonic, and glucoisosaccharinic acids. An inhibiting character of oxygen upon cellobiose degradation was observed. At lower temperatures an increase in oxygen pressure caused the formation of non-oxidative degradation products in trace amounts. The formation of oxidative degradation products was kinetically and of non-oxidatives thermodynamically favored. The kinetic calculations revealed that at room temperature the degradation of cellobiose proceeded four times slower in air than in 1 bar nitrogen. Furthermore, the activation energy for cellobiose degradation in 1 bar nitrogen was 79 kJ/mol and rose to 122 kJ/mol in air. Based on the obtained results and made observations a new ionic reaction mechanism was postulated. Keywords: cellulose, cellobiose, alkaline oxidative degradation, degradation products, gas chromatography, mass spectrometry, kinetics, activation energy, reaction mechanismen
dc.description.abstractTyön tarkoituksena oli selvittää hapen ja sen paineen sekä lämpötilan vaikutus selluloosan hajoamiseen ja pilkkoutumistuotteiden muodostumiseen alkalisissa olosuhteissa. Reaktiotapahtuman yksinkertaistamiseksi kokeissa käytettiin selluloosan malliaineena sellobioosia. Reaktiotuotteet määritettiin ja identifioitiin per(trimetyylisilyyli)johdannaisinaan käyttämällä menetelmiä GC-FID ja GCMSD. Koetyöskentelyssä identifioitiin kvalitatiivisesti noin 37 pilkkoutumistuotetta ja näistä 33 määritettiin kvantitatiivisesti. Pilkkoutumistuotteet ryhmiteltiin sekä hapettavissa että ei-hapettavissa olosuhteissa muodostuviin yhdisteisiin. Päähajoamistuotteet 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. Avainsanat: Aktivoitumisenergia, alkalinen hapettava hajotus, kaasukromatografia, kinetiikka, massaspektrometria, pilkkoutumistuotteet, reaktiomekanismi, sellobioosi, selluloosafi
dc.relation.ispartofseriesJYU dissertations
dc.subjectselluloosa
dc.subjecthiilihydraatit
dc.subjecthajoaminen (kemia)
dc.subjectreaktiomekanismit
dc.subjectinhibiittorit
dc.subjecthappi
dc.subjecthapettuminen
dc.subjectcellulose
dc.subjectcellobiose
dc.subjectalkaline oxidative degradation
dc.subjectdegradation products
dc.subjectgas chromatography
dc.subjectmass spectrometry
dc.subjectkinetics
dc.subjectactivation energy
dc.subjectreaction mechanism
dc.titleOxidative reactions of cellulose under alkaline conditions
dc.identifier.urnURN:ISBN:978-951-39-8157-0
dc.date.digitised


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record