Elektrokemisk regeneration av perjodat för skalbar produktion av dialdehydcellulosa (DAC)

Abstract

M¨anniskan ¨ar idag beroende av fossila r˚avaror f¨or produktion av br¨anslen och material. I ¨over g˚angen till ett mer h˚allbart samh¨alle spelar den kemitekniska industrin en stor roll att ers¨atta fossila produkter med f¨ornybara alternativ. Derivat av cellulosa har de senaste ˚aren uppkommit som potentiella substitut f¨or olika plaster. Ett av dessa derivat ¨ar dialdehydcellulosa, DAC, som kan bildas i en redoxreaktion d¨ar tv˚a hydroxylgrupper per cellulosamonomer oxideras till aldehydgrupper med perjodat, IO− 4 , som oxidationsmedel. Syftet med denna studie var att unders¨oka m¨ojligheten att elektrokemiskt regenerera perjodat fr˚an jodat, IO− 3 , f¨or att ˚astadkomma en h˚allbar, effektiv och skalbar process f¨or produktion av DAC fr˚an cellulosa. Metoden j¨amf¨ordes mot den mer bepr¨ovade kemiska regenerationen d¨ar hypoklorit anv¨ands f¨or att ˚aterbilda perjodat. Vidare analyserades vilka biprodukter som erh˚alls i reaktionerna samt deras inverkan p˚a regenerationseffektiviteten. I den kemiska regenerationen uppn˚addes inga framg˚angsrika resultat att regenerera perjodat, vilket framkom av m¨atningar med UV-Vis. F¨ors¨oken visade ¨aven p˚a stor spridning av v¨arden, vilket tyder p˚a l˚ag repeterbarhet. Resultat fr˚an Spec-EL visar att det i den elektrokemiska regenerationen, ut¨over perjodat, bilda des vad som f¨ormodas vara jodradikaler, I• . Dessa f¨orv¨antas ha h¨arstammat fr˚an jodidjoner, I−, som uppkommit redan i cellulosaoxidationen. De reaktiva jodradikalerna orsakar vidare interak tioner med jodat och bildar hypojodsyra, HIO, som f¨ors¨amrar regenerationseffektiviteten. Det potentialintervall som gav upphov till h¨ogst regenerationseffektivitet fastst¨alldes till 1.10–1.15 V