低共熔溶剂萃取精馏分离苯/环己烯共沸物研究

以四丁基溴化铵(TBAB)、氯化胆碱(ChCl)为氢键受体,乙二醇(EG)、乙酰丙酸(LA)为氢键供体合成的TBAB:EG (1:2), TBAB:LA (1:2), ChCl:LA (1:2)三种低共熔溶剂(DES)作为萃取剂,通过萃取精馏分离苯-环己烯共沸体系。实验测量了环己烯-苯-DES三元体系气液相平衡,并对DES组成中氢键供体和氢键受体对分离性能的影响进行探讨。结果表明,DES的分离性能由高到低依次为ChCl:LA (1:2)>TBAB:LA (1:2)>TBAB:EG (1:2);采用NRTL模型关联环己烯-苯-DES三元体系的气液相平衡数据,拟合得到体系二元交互参数;在Aspen Plus V7中针对ChCl:LA (1:2)为溶剂的萃取精馏过程进行建模计算,并将其分离效果与传统溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)进行对比,以DES为溶剂的萃取精馏过程相比于DMAC,回流比由3.8降至0.30,流程整体热负荷减少了16.57%。     

低共熔溶剂在乙腈-水体系分离中的应用

分别以乙二醇、氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1∶2,DES1)、氯化胆碱/乙醇酸(摩尔比1∶3,DES2)低共熔溶剂为萃取剂,设计萃取精馏和萃取隔壁塔流程,模拟分离乙腈和水形成的共沸体系。使用灵敏度分析对上述流程分别进行了参数优化。结果表明,与乙二醇萃取精馏工艺相比,使用低共熔溶剂DES1不能有效降低能耗和费用;低共熔溶剂DES2用量降低52. 5%,能耗降低81. 9%,操作费用降低12%,年度总费用(TAC)降低53. 8%;采用隔壁塔萃取精馏工艺后,一定程度上都能节能减耗。DES2作为萃取剂的萃取精馏工艺为最优工艺,节能优势明显。     

低共熔溶剂特性及在分离过程中的应用

与传统有机溶剂和离子液体相比,低共熔溶剂具有低熔点、低成本、低毒性、易制备、能再生、可生物降解等优点,为其在分离提纯过程中的应用提供了较大的空间。主要综述了低共熔溶剂的熔点特性,以及在分离酸性气体、醇类、酚类、芳烃等领域的应用。     

一种低共熔溶剂在深度萃取模拟油脱硫中的应用

以咪唑及其衍生物和Bu4NBr为原料,按不同原料配比,通过低温共熔得到了一系列新型低共熔溶剂(DESs),用于萃取脱除模拟油品中的二苯并噻吩(DBT),并对其最佳脱硫条件进行了考察。结果表明:当n(Bu4NBr)/n(咪唑)=0.6时,该类DESs对二苯并噻吩表现出最佳萃取效果。针对DESs考察了剂油体积比与反应温度对脱硫效果的影响,测定了DESs的选择性能与重复使用性能。结果表明:在V(DES)∶V(Oil)=1∶6、萃取温度为20℃、萃取时间为30 min时,咪唑与Bu4NBr共熔物(DESⅠ)对二苯并噻吩的脱硫率达到89.2%;经4次萃取后,其脱硫率达到95.0%;相同条件下该类DESs对于不同噻吩类衍生物的脱除能力的顺序为:二苯并噻吩(DBT)苯并噻吩(BT)4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)噻吩(T);再生后脱硫效果良好;经7次重复萃取过程后,DESs对DBT的脱硫率仍高达86.8%。     

低共熔溶剂在天然产物萃取中的应用进展

为了取代传统有毒有害有机溶剂,实现对天然产物的绿色高效萃取,低共熔溶剂(DES)已得到广泛应用和普遍关注。DES是一种新型绿色溶剂,具有易于合成、低毒或无毒及环境友好等优点。通过对近10年各类数据库中相关研究论文的梳理分析,简介了DES的分类、合成及性质,重点阐述低共熔溶剂在萃取天然产物中生物活性物质(如黄酮类化合物、酚类、酚酸、生物碱、多糖、萜类和皂苷类)的应用,尤其是在多糖和黄酮类物质提取工艺中的广泛使用。分析了影响DES萃取效率的主要因素。最后,进一步展望了DES未来的发展趋势和应用前景。     

低共熔溶剂用于萃取分离的研究进展

作为一种新型的绿色溶剂,低共熔溶剂（DES）拥有与离子液体媲美的优良特性,如挥发性小、可设计性等,且具有成本低廉和制备简单的优势,使得DES正逐步替代传统有机溶剂,在萃取分离应用方面得到广泛的关注。本文综述了近年来国内外有关DES在萃取分离方面的研究报道,阐述了DES直接用于液液萃取、在线生成DES的缔合萃取和通过DES分解完成萃取的应用,并分析比较了各过程的特点和存在的问题;介绍了DES在不同萃取体系中的稳定性和DES的回收方法;总结了DES萃取分离体系的理论发展和萃取机理的研究进展;展望了DES用于萃取分离的工业化前景,指出了目前面临的DES理论、萃取机理、循环稳定性等方面的挑战,分析了进一步的研究趋势。     

低共熔溶剂及其应用的研究进展

简述了低共熔溶剂的分类、性质,综述了低共熔溶剂在化学反应、电化学和分离领域的应用,并对低共熔溶剂的发展趋势进行了展望。     

低共熔溶剂制备纳米氧化锌

粒径在1 nm～100 nm之间的纳米氧化锌是一种功能性新型无机材料,其在陶瓷行业、橡胶轮胎、化妆品、油漆、纺织、光催化剂等领域方面得到了很好的应用.低共熔溶剂通常是由季铵盐和氢键给体(如羧酸和酰胺等化合物)以一定比例组合而成的低共熔混合物.作为一种新型的绿色溶剂,低共熔溶剂具有成本低、蒸汽压低、溶解性好、对环境无污染...     

桑葚果渣花色苷的低共熔溶剂提取与分离

以桑葚果渣为原料,在低共熔溶剂(DESs)中,经DESs提取与大孔树脂分离两步,回收了果渣中花色苷.测试了不同类型DESs与提取方法对花色苷提取率的影响,通过不同型号大孔树脂作为吸附载体对花色苷进行回收以脱除DESs.采用HPLC、HPLC-MS对花色苷进行定量与定性分析.结果表明,DESs中草酸-氯化胆碱〔n(草酸)...     

三元低共熔离子液体中CO2的吸收

由N, N-二甲基乙酰胺、氯化胆碱、乙二醇或丙三醇以不同的摩尔比(1:1:3, 1:1:4)合成了一系列三元低共熔离子液体(n_DMA:n_CC:n_{ethylene glycol}=1:1:3, 1:1:4, n_DMA:n_CC:n_glycerol=1:1:3, 1:1:4)。在293.15～323.15 K温度下, 间隔10℃, 0～600.0 kPa压力范围内, 用等温饱和法测量了CO₂在三元体系中的溶解度。CO₂在体系中的溶解度随压力增大呈线性增大趋势, 随温度升高而减小。计算了亨利常数, 结果表明, CO₂在由N, N-二甲基乙酰胺, 氯化胆碱, 乙二醇以摩尔比1:1:3合成的三元体系, 温度为293.15 K下, 亨利常数最小, 最小值为2.174 MPa·kg·mol^-1。报道了关于CO₂吸收的热动力学性质, 包括焓变、熵变、Gibbs自由能变。其中, 焓变为负值, 说明此吸收为放热过程。     

甲基咪唑盐酸盐/草酸型低共熔溶剂的制备及其在模拟油中氧化脱硫中的应用

通过简单加热并搅拌甲基咪唑盐酸盐和草酸的混合物合成了甲基咪唑盐酸盐/草酸（[HMIM]Cl/H₂C₂O₄）型酸性低共熔溶剂,以[HMIM]Cl/H₂C₂O₄为萃取剂和催化剂、H₂O₂为氧化剂催化氧化法脱除模拟油中的二苯并噻吩,考察不同的脱硫体系、反应温度、催化剂加入量、氧硫比、模拟油中含硫化合物类型对脱硫率的影响。实验表明,在反应温度为40℃、模拟油量为5 ml、[HMIM]Cl/H₂C₂O₄加入量为1.25 ml、O/S 12、反应时间为140 min的最佳反应条件下二苯并噻吩的脱除率可以达到92.2%。动力学分析表明,该氧化脱硫体系符合一级反应动力学方程。循环使用7次后催化剂的活性没有明显降低。     

苯酚型低共熔溶剂中硫酸钛作为催化剂高效氧化脱硫

低共熔溶剂广泛应用于氧化脱硫过程,开发新型的低共熔溶剂并进一步提升脱硫效果具有重要的意义。 以氯化胆碱为氢键受体,苯酚为氢键供体合成了ChCl/2Ph型低共熔溶剂。通过FT-IR和¹H NMR证实了苯酚和氯化胆碱之间存在氢键作用。以苯酚型低共熔溶剂为萃取剂,双氧水为氧化剂,硫酸钛为催化剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩。考察了反应温度、V(ChCl/2Ph)/V(Oil)、n(H₂O₂)/n(S)、催化剂用量以及硫化物类型对脱硫率影响。实验表明最佳反应条件如下：模拟油量为5 ml,V(ChCl/2Ph)/V(Oil)=2∶10, n(H₂O₂)/n(S)=6,催化剂用量为0.01 g,反应温度为40℃,反应时间180 min。在此条件下脱硫率可以达到98.2%。求得体系的表观活化能为41.9 kJ/mol。含有催化剂的低共熔溶剂相可以重复使用5次且活性没有明显降低。机理研究表明形成钛的过氧化物和Br?nsted酸性是具有较高脱硫活性的关键。     

深共融溶剂催化制备二酯类化合物

二酯类化合物广泛应用于有机中间体、药物、增塑剂、香料等领域,开发其绿色、高效的合成新方法具有重要意义。论文报道了深共融溶剂（DESs）催化二羧酸类化合物与醇的酯化反应合成二酯类化合物,收率最高可达95%,并且DESs循环使用8次后收率仍保持88%以上。运用1H NMR和13C NMR对产物进行了结构表征。该方法具有操作简单、产率高、易分离和催化剂可循环使用等优点。     

基于尿素/氯化胆碱低共熔溶剂体系纳米流体制备及其热物性研究

随着电子工业的快速发展,传统换热工质由于其较低的热导率已无法满足越来越高的换热需求。另一方面,传统的换热工质受限其相对较窄的液程范围而无法使用于复杂的温况或特殊的工作条件。低共熔溶剂（DESs）具有与离子液体相似的低饱和蒸气压、高沸点及强稳定性等优势,在传热领域具有巨大的潜力。制备了以尿素/氯化胆碱低共熔溶剂体系为基液,石墨烯、Al₂O₃、TiO₂三种纳米粒子填充的纳米流体,研究了黏度、热导率等热物性与纳米粒子和基液组成之间的关系,并系统地研究了纳米粒子结构对其稳定性的影响。实验结果表明,纳米粒子的填充会在一定程度上增加基液的黏度,其中石墨烯填充的纳米流体的黏度增加最大。此外,石墨烯能显著提高DESs的导热性能,其中6%（质量）石墨烯纳米流体热导率相比基液可增加29.0%。     

Extraction of ferulic acid from oil palm pressed fiber by a choline chloride based deep eutectic solvent

Results on the extraction of ferulic acid from palm pressed fiber using deep eutectic solvent (DES) of choline chloride-acetic acid (ChCl-AA) and choline chloride-citric acid (ChCl-CA) are reported. Acetic acid was found to be a better hydrogen bond donor to choline chloride than citric acid for the extraction of ferulic acid. Influence of water content in both DES was investigated whereby ChCl-AA and ChCl-CA experienced a drop in viscosity from 9.678 to 1.429 and 22.658 ± 1.655 mm²/s, respectively as the water content in the DES increased from 0 to 50 wt%. The drop in viscosity contributed to higher extraction efficiency in which 41,155 ± 940 mg/kg ferulic acid was obtained after 6 h reflux when ChCl-AA with 30 wt% water was used for the extraction compared to 30,940 ± 621 mg/kg when neat ChCl-AA was used. Further increase in water content in the DES however, did not lead to higher extraction efficiency. Although viscosity of the DES could be improved with the addition of water, there is a threshold where the DES could tolerate the presence of water without changing its solvent behavior. Surface response model revealed that interaction between heating duration and water content in DES, as well as second order effect of both heating duration and water content in DES played important roles in the extraction of ferulic acid from oil palm pressed fiber. The optimum condition for extraction of ferulic acid from palm pressed fiber was heating for 6 h with DES containing 30 wt% water.     

深度共熔溶剂预处理木质纤维素生物质研究进展

木质纤维素生物质转化为生物燃料或化工产品一般需经历预处理、酶解及发酵过程,因其复杂的化学结构,在酶解前通常进行预处理以破坏其致密结构,提高酶与纤维素的可及性。深度共熔溶剂（DES）是一类新型的“绿色”溶剂,具有制备简单、价格低廉、性质可调、可生物降解、可循环使用等优势,可有效去除木质素组分,同时保留大部分纤维素,在生物质预处理方面具有巨大的潜力。本文介绍了DES的构成、分类及理化性质,总结了DES预处理对生物质组分的影响,并对预处理效果的影响因素如底物和DES的类型、溶剂黏度、温度、生物载量、微波及超声波辅助工艺和两阶段处理工艺等方面进行分析,探讨了DES和生物的相容性,最后针对DES存在的问题及缺点,提出了理性设计和大规模利用DES的机遇与挑战,本文可为实现生物质的低成本预处理和高价值利用提供新的思路。     

疏水性低共熔溶剂氢键交互作用调控及萃取铜性能

制备了以薄荷醇为氢键受体,不同碳链长度的羧酸为氢键供体的薄荷醇-羧酸类疏水性低共熔溶剂。探索了低共熔溶剂体系的密度、黏度理化特性随温度变化的规律,利用超额摩尔性质与格伦伯格-尼桑相互作用力公式计算了过量摩尔体积、黏度偏差与相互作用力参数,分析了低共熔溶剂组分间的相互作用。通过傅里叶红外光谱表征,确定了低共熔溶剂组分间的氢键作用。以该类低共熔溶剂作萃取剂,考察了pH、组分间氢键交互作用力（氢键供体碳链长度、低共熔溶剂受供体摩尔比）对提取铜性能的影响。结果表明,薄荷醇-羧酸类疏水性低共熔溶剂中氢键交互作用更强的体系,由于羧基中氢的解离更容易实现,对铜的萃取效率更高。此外,通过对薄荷醇-羧酸类疏水性低共熔溶剂体系结构性质与组分间氢键作用的关系对铜的萃取机理进行了探讨,为揭示疏水性低共熔溶剂的构效关系与高性能低共熔溶剂的设计优化提供理论基础。     

Association extraction for vitamin E recovery from deodorizer distillate by in situ formation of deep eutectic solvent

An innovative intensified vitamin E (VE) recovery process from the methylated oil deodorizer distillates (MODDs) was proposed, where VE was in situ transferred into a deep eutectic solvent (DES) with an organic salt. To design the process, the chlorine based quaternary ammonium salts were primarily investigated, and [N_4,4,4,4]Cl was selected as an association solvent which can efficiently form DES with α‐tocopherol of the representative compound of VE. Based on the determined phase diagram of the DES freezing points, four phase regions were classified, and the effect of the [N_4,4,4,4]Cl/tocopherol ratio and temperature on the extraction performance and phase transformation was figured out. Moreover, an intensified association extraction process via in situ forming DES of α‐tocopherol with [N_4,4,4,4]Cl was designed and validated by experiments. VE products were finally obtained from both model MODD (purity of 99.63%) and practical MODDs (purity of >79.18%), which verifies the excellent extraction efficiency for the proposed recovery method. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 2212–2220, 2017