研究内容

通过DSC测量，纯苯酚和2在97℃和41℃下都显示出明确的凝固点。相反，将固体2和苯酚的混合物摩尔分数组成范围设定在X_苯酚=0.33–0.75形成室温液体，在冰箱中冷却时不会结晶，并且在-38℃到-54℃温度范围内，通过DSC可在热循环中观察到玻璃化转变点，液相线范围显著扩大，这证明了低共熔溶剂的存在。

如图2所示，当将2 /苯酚与ChCl /苯酚进行比较时，凝固点的最小值似乎从ChCl /苯酚的X_苯酚= 0.75 (3:1) 移至大约0.50 (1:1)，这可能反映了每个阳离子中存在更多的羟基，从而使阳离子和酚分子之间具有更多的氢键结合位点。

图2.[Et₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl/苯酚 (绿色圆圈) 和ChCl/苯酚 (蓝色方块) 固液相图显示[Et₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl/苯酚混合物的更广泛的过渡，最小值向苯酚含量较低偏移。虚线是多项式拟合，用作视觉指导。

从图3可以看出，所有测试的盐都显示出从正己烷中提取苯酚的良好效果，当使用1和2时，苯酚的去除率大于87%。

图3.从己烷或甲苯模型油中萃取苯酚的效率 (符号/%已省略) (条件：己烷或甲苯模型油，搅拌时间30分钟，盐：苯酚比1:1，温度30℃)。提取效率的估计误差为±2%。

随着三烷基-2,3-二羟基丙基氯化铵盐的N-烷基链取代基的长度从甲基 (1) 增加到乙基 (2) 再增加到丁基 (3)，苯酚的萃取效率显著提高 (图4)。这说明二羟基丙基链的添加产生了两种特性。首先，可以从含有2M苯酚的甲苯溶液中实现苯酚的有效萃取，且萃取率随着N-烷基取代基长度从1–3的增加而增加，并且在低浓度 (0.1M) 甲苯中萃取和回收苯酚的效率也得到了整体增强。以[Bu₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl (3) 为萃取剂，从低浓度芳烃原料中可萃取苯酚达80%以上，该数据接近以[NEt₄]Cl和[NPr₄]Cl共晶混合物的萃取结果，并且比ChCl作为深度萃取剂更有效，即使从低浓度芳烃原料中也能很好地分离和萃取苯酚。

图4.在甲苯溶液中，ChCl、[Me₃NCH₂CH₂OH]Cl (1)、 [Et₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl (2) 和[Bu₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl (3) 苯酚萃取效率的比较 (盐与苯酚比1:1，30℃, 接触30分钟，绿色为0.1M苯酚，蓝色为2M苯酚)。

在筛选研究中，所有混合物接触并混合30分钟。从图5中可以观察到，盐/酚液相容易形成液滴，这意味着低共熔物与烃类之间的界面张力较高。这对于[ME₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl尤其明显，它聚结成一个小球，不能有效地分散并与甲苯/苯酚相混合。

图5.混合时间对苯酚最终浓度的影响。条件：甲苯模型油，初始苯酚浓度，0.1M，萃取剂，[Et₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl，盐:苯酚比1:1，30℃。

从碳氢化合物中提取苯酚需要添加至少“最低量”的有机盐以形成共晶液体。通过改变2∶苯酚的摩尔比 (0～1.6摩尔当量)，考察了2的加入量对0.1M苯酚萃取效率的影响。随着2添加量的增加，甲苯中残留苯酚浓度从0.1M降至0.04M (图6)。

图6.萃取剂的摩尔比对模型油中最终苯酚浓度的影响。条件:甲苯模型油，初始苯酚浓度，0.1M，萃取剂，[Et₃NCH₂CH (OH) CH₂OH]Cl，搅拌时间，30分钟，30℃。

三烷基-2,3-二羟丙基铵盐作为共晶液体成为有效的萃取剂已被证实，通过在铵阳离子上同时引入乙基或丁基和二羟丙基可以实现性能的协同改善，特别是芳香相的协同改善，从而导致与苯酚的良好缔合以及抑制共晶与甲苯的相容性。这些结果表明了疏脂/亲水 (丙二醇) 基团是如何克服长链功能化铵盐与富芳烃的共混性，抑制共晶形成盐萃取剂与芳烃的混溶性，成功地实现高效萃取的同时，保持在广泛的混合范围内与苯酚生成低共熔液体的能力。