مروری بر کاربرد حلال یوتکتیک عمیق آبگریز (مقاوم در برابر آب) یا DES

حلال یوتکتیک عمیق آبگریز (مقاوم در برابر آب) یا DES چیست ؟

حلال یوتکتیک عمیق ( در لفظ انگلیسی : Deep-eutectic-solvents یا DES), حلالی است که به تازگی جهت ضدعفونی فلزات و حذف فلزات خاص از آب کشف شده است. 

حلال هایی که در حال حاضر برای حذف فلزات خاص از آب استفاده می شود ، دارای معایبی هستند:

• خطرات ایمنی زیاد است
• روند آن کند است
• گران هستند
• سازگار با محیط زیست نیستند.

مزایای حلال یوتکتیک عمیق DES که به تازگی کشف شده است :

• سریع

• ایمن
• ساخت آسان
• ارزان
• سازگار با محیط زیست  است.

محققان معتقدند "حلال یوتکتیک عمیق" پتانسیل بسیار زیادی برای:

• صنعت

• تصفیه آب
• بازیابی فلزات

کمیاب دارد.

سه لوله با یک لایه آب تصفیه شده در پایین ؛ بالای یک لایه DES حاوی یونهای فلزی. از چپ به راست ، لوله هایی که به ترتیب کبالت ، آهن و ترکیبی از کبالت ، مس ، نیکل و روی در آنها برداشته شده است.

معایب استفاده از حلال های آلی فرار:

روش کلاسیک حذف فلزات خاص از آب استفاده از حلال های آلی فرار است . این روش اگرچه موثر است ، اما ایمن نیست و حلالها اغلب سمی هستند. به همین دلایل جامعه علمی به دنبال کشف گزینه هایی جدید است.

اوایل قرن بود که این گزینه به شکل مایعات یونی پیدا شد. با این حال ، اینها از آنجا که تولید دشوار است مشکل دارند و هنوز به حلالهای آلی احتیاج دارند ، که این باعث گران شدن آنها می شود و گرانروی آنها کاربرد آنها را در مقیاس صنعتی دشوار می کند.

سال گذشته ، دانشجویان دکترا ، دسته جدیدی از حلالها را کشف کردند ، "حلالهای یوتکتیک عمیق آبگریز (مقاوم در برابر آب)." تولید این مواد ساده است: عناصر را ادغام کنید و چند ساعت لرزش مورد نیاز است.

حال ون اوش نشان داده است که چگونه آبگریز (DES) می تواند در عرض چند ثانیه فلزات سنگین مانند نیکل و آهن را از آب خارج کند.

حلال یوتکتیک عمیق (DES) چگونه عمل میکند؟

با تکان دادن قوی حلال از طریق آب آلوده. حلال DES به دلیل خاصیت ضد آب بودن ، فلزات را جذب می کند و تقریباً بلافاصله روی آب شناور می شود. سپس جداسازی بعدی آب و حلال ساده است. از آنجا که عامل ، در مقابل حلال فرار ، به سختی بخار می شود ، خطرات ایمنی عملاً وجود ندارند.

حلالهای eutectic عمیق (DES) در سال 2003 کشف شد. حتی برای شیمی دانان این مواد شگفت انگیز هستند. آنها با مخلوط کردن دو ماده جامد ایجاد می شوند. به طور معمول هنگام مخلوط شدن مواد جامد هیچ اتفاقی نمی افتد ، اما ترکیبات خاصی از مواد به یک باره مایع می شوند و این یک DES ایجاد می کند. از سال 2003 ، یک تحقیق در مورد حلالهای eutectic عمیق (DES) انجام شده است که نشان می دهد آنها دارای انواع خاصیتهای خاصی هستند.

آیا "حلالهای eutectic عمیق (DES)" برای تصفیه آب مناسب هستند؟ 

خیر. به نظر نمی رسد که این مواد برای تصفیه آب مناسب باشند زیرا به راحتی در آب حل می شوند. و موادی که در آب حل می شوند همان چیزی نیستند که شما به عنوان دستگاه تصفیه آب می خواهید زیرا استخراج آنها از آب دشوار است.

دو ماده ای که با هم یک "حلال DES" تشکیل می دهند تا به امروز بسیار در آب قابل حل بوده اند بنابراین انتظار نمی رود که یک گروه DES مقاوم در برابر آب پیدا شود.

ون اوش می گوید: "در ابتدا ، ما فکر کردیم که این امکان پذیر نیست." اما او و محققان دیگرش به هر حال در سال گذشته موفق شدند.

کاربردهای حلال یوتکتیک عمیق (DES)

محققان آیندهوون اکنون موفق شده اند از DES آبگریز نه تنها برای حذف فلزات از آب بلکه برای جذب CO2 به روشی بسیار موثر استفاده کنند. و آنها مطمئناً انتظار ندارند كه در آنجا متوقف شود. وان اوش و زبیر گفتند: "این یک موفقیت بزرگ است و پتانسیل آن بسیار زیاد است." آنها معتقدند که کشف آنها منجر به رونق تحقیقات بعدی در سراسر جهان خواهد شد.

با این وجود ، محققان انتظار دارند حداقل 10 سال تحقیق لازم باشد تا حلال DES برای ضد عفونی فلزات در قفسه ها باشد. یکی از موانع ، تمایل به بیرون آوردن کل نمک فلزی از آب است.

فلزات عمدتا به این شکل در آب وجود دارند ، مانند نمک فلز کلرید کبالت که در آب از یک طرف به یونهای فلزی کبالت و از طرف دیگر به کلرید تجزیه می شود. محلول ون اوش و همكارانش به راحتی كبالت را از آب خارج می كند اما كلرید را از بین نمی برد.

این تحقیق بخشی از یک برنامه تحقیقاتی گسترده تر است که توسط صنعت کاغذ اروپا و اتحادیه اروپا حمایت می شود ( www.providespaper.eu ) ، که هدف آن شامل پایداری بیشتر صنعت کاغذ و کارآیی انرژی از طریق استفاده از حلال های عمیق eutectic است. قبلاً ثابت شده است كه حلال یوتکتیک عمیق (DES) مبنای روش كاملاً جدیدی برای فرآوری مواد اولیه كاغذ ، لیگنوسلولز است.

******************************************************************

فرآیند انرژی پیشرو در تکنولوژی انواع حلال و رزین می باشد. جهت تامین این مواد توسط ما ,‌با کارشناسان بخش فنی به شماره ۰۲۱۸۶۰۵۳۲۵۱ تماس بگیرید.

******************************************************************

مشاهده لینک های مرتبط را توصیه میکنیم:

حلال چیست ؟

حلال ۴۰۲ چیست ؟ وایت اسپریت : مشخصات و کاربردها

آشنایی با رزین آلکید - معرفی,‌انواع و کاربردها

منبع:

https://phys.org