Page 40 - 《精细化工》2023年第5期
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·960·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            长有机酸 的 HDES，用于从水 中 提取三苯 甲 烷                        3   气体污染物捕获
            （TPM）染料微污染物，通过实验和模拟验证了
            HDES 对 TPM 的出色提取能力。该研究利用密度泛                            HDES 的另一潜在应用在于它们对气体污染物
            函理论计算和分子动力学模拟，分析了 HDES 组成                          的吸收能力。ZUBEIR 等        [88] 首次测量了 CO 2 在癸酸
            对 TPM 分布的影响，证明了极性差异和分子间相互                          基疏水深共熔溶剂中的溶解度，HDES 良好的溶剂
            作用是影响 HDES 对目标成分提取性能的主要因                           化特性及其与 CO 2 之间的相互作用，表现出作为
            素，为 HDES 的进一步应用提供了充分的理论指导。                         CO 2 捕获溶剂的良好潜力。HAIDER 等            [89] 将二元脂
                 随着 HDES 的发展，许多研究者将 HDES 应用                    肪酸和四正丁基溴化铵合成的三元疏水深共熔溶剂
            到更多水环境污染物的分离提取中。酚类化合物作                             用于 CO 2 捕获，在 15 kPa 的压力条件下，CO 2 的吸
            为原生有害物，具有来源多、毒性高、降解难等特                             收效率为 20%（以 HDES 的物质的量为基准），并
            点 [81] ，对环境产生负面影响。LI 等          [82] 合成了一系列        发现 HDES 对 CO 2 吸收量随着温度的升高而降低。
                                                               GU 等  [90] 合成了一系列以盐酸多胺为氢键受体、麝
            基于 L-脯氨酸和正癸酸的疏水深共熔溶剂，将其用
                                                               香草酚为氢键供体的 HDES，用其从模拟烟气中吸
            于去除废水中的苯酚，但去除率仅有 62%，这可能
            是因为 L-脯氨酸的高水溶性使 HDES 完整性受到损                        收 CO 2 。HDES（盐酸四乙烯五胺-麝香草酚）在 40 ℃
                                                               和 101.3 kPa 时 CO 2 的吸收效率可以达到 135.5%（以
            失，导致 HDES 的总体提取能力不足。于是，SAS
            等 [83] 研究了高疏水性的薄荷醇和麝香草酚基疏水深                        HDES 的物质的量为基准）。该研究发现，降低温度
                                                               和增加分压可以增强 CO 2 的捕获，这与 HAIDER
            共熔溶剂，成功去除了水体系中 90%以上的硝基酚
                                                               等 [89] 的结论相反，说明不同结构组成的 HDES 具有
            类污染物，HDES 在水中的稳定性和自身疏水性是
                                                               截然不同的溶剂特性，需要在后续研究中进一步探
            影响其分离提取性能的重要原因。砷是有毒非必需
                                                               索 HDES 在 CO 2 捕获过程中的作用机制。疏水深共
            元素（As、Hg、Cd、Pb 等）之一，被世界卫生组
            织（WHO）认定为第一类危害物               [84] 。RAJPUT 等 [85]  熔溶剂捕获 CO 2 的过程如图 6 所示。

            通过混合麝香草酚（THY）和正癸酸（DA）制备了
            HDES，用于从人工污染的天然水系统中高效去除有
                     3+
                                       3+
            毒物质 As 。该研究提出了 As 与 THY-DA 的相互作
                                       3+
            用机制，即HDES去除水中的As 污染物主要通过THY
                          3+
            中的—OH 与 As 相互作用实现，而 DA 在此过程中
            的作用尚不明晰。YASIR 等          [86] 用基于水杨酸和三正
            辛胺的 HDES 从水中提取了 98.2%的茜素污染物，
            与传统溶剂和离子液体相比，该 HDES 在温度高达
            320  ℃时仍具有出色的热稳定性，并且具有低水平

            的细胞毒性，在去除污染物方面危害较小且更有效。                                 图 6   疏水深共熔溶剂高效可逆地捕获 CO 2
            YAKUBU等    [87] 以四正丁基溴化铵和正癸酸为原料合                   Fig. 6    Efficient and reversible capture of CO 2  by
            成疏水深共熔溶剂，从污染水样中去除芳烃，去除                                     hydrophobic deep eutectic solvents

            效率高达 92.71%。并且每次提取后 HDES 可以有效                          与 CO 2 类似，挥发性有机化合物（VOCs）是一
            再生和重复使用连续 5 个循环，提高了 HDES 在污                        类引起巨大环境问题的大气污染物。QIAO 等                   [91] 报
            染物去除过程中的整体性能。                                      道了以四正丁基溴化铵和三甘醇制备的 HDES 对
                 HDES 的高稳定性和疏水性使其在水中仍能保                        苯、甲苯和乙苯表现出较高的增溶性能，溶解率分
            持良好的溶剂特性，有利于与目标溶质间相互作用，                            别达到了 67.43%、56.18%及 42.53%（以 HDES 的
            实现水环境污染物的高效去除。薄荷醇、麝香草酚                             物质的量为基准），表明 HDES 可有效捕获挥发性有
            与长链羧酸合成的 HDES 中含有大量的羧基与羟基官                         机化合物。CHEN 等       [92] 进一步研究了 HDES 对甲苯
            能团，有利于 HDES 与溶质分子间形成相互作用，同                         的吸收性能，发现 HDES 中脂肪酸组分和甲苯之间
            时长烷基链结构使 HDES 具有较高的疏水性，可避免                         的疏水相互作用对于提高 HDES 的 VOCs 吸收能力
            其与水分子间的相互作用，更容易与污染物结合，促                            至关重要，甲苯在 HDES 中的溶解度随着脂肪酸的
            进污染物从水相扩散至 HDES 相，是去除水中污染                          烷基链长度的增加而增加。该课题组还研究了
            物的良好溶剂选择。此外，与传统溶剂和离子液体相                            HDES 对丙酮的吸收性能，发现基于麝香草酚的
            比，HDES 不仅毒性低，还具有一定的循环利用性能，                         HDES 对丙酮的吸收性能最好            [93] 。这是由于丙酮的
            减少了溶剂消耗，在水环境治理方面前景广阔。                              氢键受体性质与麝香草酚中—OH 的氢键供体特征
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