Deep Eutectic Solvents: Green Solvents for Separation Applications

Yucui HOU Congfei YAO Weize WU

Citation:  HOU Yucui, YAO Congfei, WU Weize. Deep Eutectic Solvents: Green Solvents for Separation Applications[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2018, 34(8): 873-885. doi: 10.3866/PKU.WHXB201802062 shu

低共熔溶剂:一种应用在混合物分离过程中的绿色溶剂

    作者简介:

    Dr. WU Weize, born in 1967, obtained his bachelor at Dalian University of Technology in 1989. Then, he worked and studied at Institute of Coal Chemistry, CAS, where he received his Ph.D. In 2002, he moved to Institute of Chemistry, CAS as an associate professor. From 2004 to 2006, he worked as a Research Fellow at the University of Nottingham, UK. In 2006, he came to Beijing University of Chemical Technology, where he is currently Professor of Chemical Engineering. His research focuses on coal conversion to chemicals, biomass conversion to chemicals, purification of flue gas, applications of DESs, ILs and SCFs in separations. He has authored more than 160 peer-reviewed papers and 18 patents;
    通讯作者: 吴卫泽, wzwu@mail.buct.edu.cn
  • 基金项目:

    高等学校博士学科点专项科研基金 20120010110005

    国家重点基础研究发展计划 2011CB201303

    国家重点基础研究发展计划(2011CB201303)和高等学校博士学科点专项科研基金(20120010110005)资助

摘要: 低共熔溶剂(DESs)因具有合成容易、价格低廉、环境友好、挥发性低、溶解能力强、可生物降解、结构可设计等特点,被认为是一种绿色溶剂。近年来,研究者通过深入研究低共熔溶剂的性质,结合低共熔溶剂的特点,将其替代传统的有机溶剂,在混合物分离过程中开展了大量的研究工作,包括:酸性气体(如CO2、CO2和H2S)吸收、生物活性物质萃取、燃料油品中含硫和含氮化合物的脱除、油酚混合物分离、芳烃和脂肪烃混合物的分离、醇水混合物分离、生物柴油合成过程中甘油的脱除等。本文分析了低共熔溶剂的结构、性质和特点,综述了低共熔溶剂在分离领域的最新研究成果,探讨了低共熔溶剂在混合物分离应用中存在的问题,展望了低共熔溶剂的发展趋势。

English

    1. [1]

      Abbott, A. P.; Capper, G.; Davies, D. L.; Rasheed, R. K.; Tambyrajah, V. Chem. Commun. 2003, No. 1, 70. doi: 10.1039/B210714G

    2. [2]

      Abbott, A. P.; Boothby, D.; Capper, G.; Davies, D. L.; Rasheed, R. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (29), 9142. doi: 10.1021/ja048266j

    3. [3]

      Ji, Y. A.; Hou, Y. C.; Ren, S. H.; Niu, M. G.; Yao, C. F.; Wu, W. Z. Fuel 2018, 215, 330. doi: 10.1016/j.fuel.2017.10.057

    4. [4]

      Abbott, A. P.; Cullis, P. M.; Gibson, M. J.; Harris, R. C.; Raven, E. Green Chem. 2007, 9, 868. doi: 10.1039/B702833D

    5. [5]

      Lópezporfiri, P.; Brennecke, J. F.; Gonzalezmiquel, M. J. Chem. Eng. Data 2016, 61 (12), 4245. doi: 10.1021/acs.jced.6b00608

    6. [6]

      Hou, Y. W.; Gu, Y. Y.; Zhang, S. M.; Yang, F.; Ding, H. M.; Shan, Y. K. J. Molecul. Liquids 2008, 143, 154. doi: 10.1016/j.molliq.2008.07.009

    7. [7]

      Smith, E. L.; Abbott, A. P.; Ryder, K. S. Chem. Rev. 2014, 114 (21), 11060. doi: 10.1021/cr300162p

    8. [8]

      Huddleston, J. G.; Visser, A. E.; Reichert, W. M.; Willauer, H. D.; Broker, G. A.; Rogers, R. D. Green Chem. 2001, 3, 156. doi: 10.1039/b103275p

    9. [9]

      Hayyan, M.; Aissaoui, T.; Hashim, M. A.; Alsaadi, A. H.; Hayyan, A. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2015, 50 (15), 24. doi: 10.1016/j.jtice.2015.03.001

    10. [10]

      Ji, Y. A.; Hou, Y. C.; Ren, S. H.; Yao, C. F.; Wu, W. Z. Fuel Process. Technol. 2018, 171, 181. doi: 10.1016/j.fuproc.2017.11.015

    11. [11]

      Ji, Y. A.; Hou, Y. C.; Ren, S. H.; Yao, C. F.; Wu, W. Z. Energy Fuels 2017, 31 (9), 10274. doi: 10.1021/acs.energyfuels.7b01793

    12. [12]

      Zetzsche, F.; Sukiennik, S. Helv. Chim. Acta 1927, 10, 91. doi: 10.1002/hlca.19270100111

    13. [13]

      Li, X. Q.; Yang, Y. X.; Wang, W. L.; Hu, B.; Xue, H. M.; Zhang, T. Y.; Zhang, X. T. Chin. Chem. Lett. 2011, 22, 765. doi: 10.1016/j.cclet.2011.01.007

    14. [14]

      Liu, B.; Zhao, J.; Wei, F. J. Molecul. Liquids 2013, 180 (7), 19. doi: 10.1016/j.molliq.2012.12.024

    15. [15]

      Hussein, M. A.; Tay, G. S.; Rozman, H. D. J. Appl. Polymer Sci. 2011, 123 (2), 968. doi: 10.1002/app.34681

    16. [16]

      Bogdan, A. J. Phys. Chem. A 2010, 114 (37), 10135. doi: 10.1021/jp105699s

    17. [17]

      Guo, W. J.; Hou, Y. C.; Ren, S. H.; Tian, S. D.; Wu, W. Z. J. Chem. Eng. Data 2013, 58, 866. doi: 10.1021/je300997v

    18. [18]

      Abbott, A. P.; Harris, R. C.; Ryder, K. S.; D'Agostino, C.; Gladden, L. F.; Mantle, M. D. Green Chem. 2011, 13, 82. doi: 10.1039/C0GC00395F

    19. [19]

      Shahbaz, K.; Mjalli, F. S.; Hashim, M. A.; AlNashef, I. M. Fluid Phase Equilibria 2012, 319, 48. doi: 10.1016/j.fluid.2012.01.025

    20. [20]

      Yang, D.; Hou, M.; Ning, H.; Zhang, J.; Ma, J.; Yang, G.; Han, B. Green Chem. 2013, 15 (8), 2261. doi: 10.1039/c3gc40815a

    21. [21]

      Sun, S.; Niu, Y.; Xu, Q.; Sun, Z.; Wei, X. Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54 (33), 8019. doi: 10.1021/acs.iecr.5b01789

    22. [22]

      Guo, B.; Duan, E.; Ren, A.; Wang, Y.; Liu, H. J. Chem. Eng. Data 2010, 55 (3), 1398. doi: 10.1021/je900565e

    23. [23]

      Liu, B.; Wei, F.; Zhao, J.; Wang, Y. Rsc Adv. 2013, 3 (7), 2470. doi: 10.1039/c2ra22990k

    24. [24]

      Yang, D.; Han, Y.; Qi, H.; Wang, Y.; Dai, S. Acs Sustain. Chem. Eng. 2017, 6382. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b01554

    25. [25]

      Zhang, K.; Ren, S.; Hou, Y.; Wu, W. J. Hazard. Mat. 2016, 324, 457. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.012

    26. [26]

      Zhang, K.; Ren, S.; Meng, L.; Hou, Y.; Wu, W.; Bao, Y. Energy Fuels 2017, 31 (2), 1786. doi: 10.1021/acs.energyfuels.6b02953

    27. [27]

      Zhang, K.; Ren, S.; Yang, X.; Hou, Y.; Wu, W.; Bao, Y. Chem. Eng. J. 2017, 327, 128. doi: 10.1016/j.cej.2017.06.081

    28. [28]

      Deng, D.; Liu, X.; Gao, B. Ind. Eng. Chem. Res. 2017, 56 (46), 13850. doi: 10.1021/acs.iecr.7b02478

    29. [29]

      Zhang, K.; Ren, S.; Hou, Y.; Wu, W.; Bao, Y. Ind. Eng. Chem. Res. 2017, 56, 13844. doi: 10.1021/acs.iecr.7b02023

    30. [30]

      Li, X.; Hou, M.; Han, B.; Wang, X.; Zou, L. J Chem. Eng. Data 2014, 53 (2), 548. doi: 10.1021/je700638u

    31. [31]

      Leron, R. B.; Li, M. H. J. Chem. Thermodyn. 2013, 57 (1), 131. doi: 10.1016/j.jct.2012.08.025

    32. [32]

      Lin, C. M.; Leron, R. B.; Caparanga, A. R.; Li, M. H. Journal of Chemical Thermodynamics 2014, 68, 216. doi: 10.1016/j.jct.2013.08.029

    33. [33]

      Francisco, M.; Bruinhorst, A. V. D.; Zubeir, L. F.; Peters, C. J.; Kroon, M. C. Fluid Phase Equilibria 2013, 340, 77. doi: 10.1016/j.fluid.2012.12.001

    34. [34]

      Lu, M.; Han, G.; Jiang, Y.; Zhang, X.; Deng, D.; Ai, N. J. Chem. Thermodyn. 2015, 88, 72. doi: 10.1016/j.jct.2015.04.021

    35. [35]

      Liu, X.; Gao, B.; Jiang, Y.; Ai, N.; Deng, D. J. Chem. Eng. Data 2017, 62 (4), 1448. doi: 10.1021/acs.jced.6b01013

    36. [36]

      Sze, L. L.; Pandey, S.; Ravula, S.; Pandey, S.; Zhao, H.; Baker, G. A.; Baker, S. N.Acs Sustain. Chem. Eng. 2014, 2 (9), 2117. doi: 10.1021/sc5001594

    37. [37]

      Ali, E.; Hadj-Kali, M. K.; Mulyono, S.; Alnashef, I.; Fakeeha, A.; Mjalli, F.; Hayyan, A. Chem. Eng. Res. Design 2014, 92 (10), 1898. doi: 10.1016/j.cherd.2014.02.004

    38. [38]

      Trivedi, T. J.; Ji, H. L.; Lee, H. J.; You, K. J.; Choi, J. W. Green Chem. 2016, 18 (9), 2834. doi: 10.1039/c5gc02319j

    39. [39]

      Guo, B.; Duan, E.; Zhong, Y.; Gao, L.; Zhang, X.; Zhao, D. Energy Fuels 2011, 25 (1), 159. doi: 10.1021/ef1012006

    40. [40]

      Dai, Y.; Witkamp, G. J.; Verpoorte, R.; Choi, Y. H. Anal. Chem. 2013, 85 (13), 6272. doi: 10.1021/ac400432p

    41. [41]

      Dai, Y.; Rozema, E.; Verpoorte, R.; Choi, Y. H. J. Chromat. A 2016, 1434, 50. doi: 10.1016/j.chroma.2016.01.037

    42. [42]

      Xu, K.; Wang, Y.; Huang, Y.; Li, N.; Wen, Q. Anal. Chim. Acta 2015, 864, 9. doi: 10.1016/j.aca.2015.01.026

    43. [43]

      Min, W. N.; Jing, Z.; Min, S. L.; Ji, H. J.; Lee, J. Green Chem. 2014, 17 (3), 1718. doi: 10.1039/c4gc01556h

    44. [44]

      Bosiljkov, T.; Dujmić, F.; Bubalo, M. C.; Hribar, J.; Vidrih, R.; Brnčić, M.; Zlatic, E.; Redovniković, I. R.; Jokić, S. Food Bioprod. Process. 2017, 102, 195. doi: 10.1016/j.fbp.2016.12.005

    45. [45]

      Cui, Q.; Peng, X.; Yao, X. H.; Wei, Z. F.; Luo, M.; Wang, W.; Zhao, C. J.; Fu, Y. J.; Zu, Y. G. Sep. Purif. Technol. 2015, 150, 63. doi: 10.1016/j.seppur.2015.06.026

    46. [46]

      Bakirtzi, C.; Triantafyllidou, K.; Makris, D. P. J. Appl. Res. Medic. Arom. Plants 2016, 3 (3), 120. doi: 10.1016/j.jarmap.2016.03.003

    47. [47]

      Cao, J.; Yang, M.; Cao, F.; Wang, J.; Su, E. Acs Sustain. Chem. Eng. 2017, 5 (4), 3270. doi: 10.1021/acssuschemeng.6b03092

    48. [48]

      Peng, X.; Duan, M. H.; Yao, X. H.; Zhang, Y. H.; Zhao, C. J.; Zu, Y. G.; Fu, Y. J. Sep. Purific. Technol. 2016, 157, 249. doi: 10.1016/j.seppur.2015.10.065

    49. [49]

      Wei, Z.; Qi, X.; Li, T.; Luo, M.; Wang, W.; Zu, Y.; Fu, Y. Sep. Purif. Technol. 2015, 149, 237. doi: 10.1016/j.seppur.2015.05.015

    50. [50]

      Khezeli, T.; Daneshfar, A.; Sahraei, R. Talanta 2016, 150, 577. doi: 10.1016/j.talanta.2015.12.077

    51. [51]

      Abbott, A. P.; Capper, G.; Davies, D. L.; Rasheed, R. K.; Shikotra, P. Inorg. Chem. 2005, 44 (19), 6497. doi: 10.1021/ic0505450

    52. [52]

      van Osch, D. J.; Parmentier, D.; Dietz, C. H.; Van, d. B. A.; Tuinier, R.; Kroon, M. C. Chem. Commun. 2016, 52 (80), 11987. doi: 10.1039/c6cc06105b

    53. [53]

      Li, C.; Li, D.; Zou, S.; Li, Z.; Yin, J.; Wang, A.; Cui, Y.; Yao, Z.; Zhao, Q. Green Chem. 2013, 15 (10), 2793. doi: 10.1039/c3gc41067f

    54. [54]

      Li, C.; Zhang, J.; Li, Z.; Yin, J.; Cui, Y.; Liu, Y.; Yang, G. Green Chem. 2016, 18 (13), 3789. doi: 10.1039/c6gc00366d

    55. [55]

      Gano, Z. S.; Mjalli, F. S.; Al-Wahaibi, T.; Al-Wahaibi, Y.; Alnashef, I. M. Chem. Eng. Process. Process Intensif. 2015, 93, 10. doi: 10.1016/j.cep.2015.04.001

    56. [56]

      Ali, M. C.; Yang, Q.; Fine, A. A.; Jin, W.; Zhang, Z.; Xing, H.; Ren, Q. Green Chem. 2015, 18 (1), 157. doi: 10.1039/c5gc01823d

    57. [57]

      Hizaddin, H. F.; Ramalingam, A.; Hashim, M. A.; Hadj-Kali, M. K. O. J. Chem. Eng. Data2016, 59 (11), 3470. doi: 10.1021/je500430211

    58. [58]

      Hizaddin, H. F.; Hadj-Kali, M. K.; Ramalingam, A.; Hashim, M. A. J. Chem Thermodyn. 2016, 95, 164. doi: 10.1016/j.jct.2015.12.009

    59. [59]

      Pang, K.; Hou, Y.; Wu, W.; Guo, W.; Peng, W.; Marsh, K. N. Green Chem. 2012, 14 (9), 2398. doi: 10.1039/c2gc35400d

    60. [60]

      Guo, W. J.; Hou, Y. C.; Wu, W. Z.; Ren, S. H.; Tian, S. D.; Marsh, K. N. Green Chem. 2013, 15 (1), 226. doi: 10.1039/c2gc36602a

    61. [61]

      Ren, S. H.; Xiao, Y.; Wang, Y. M.; Kong, J.; Hou, Y. C.; Wu, W. Z. Fuel Process. Technol. 2015, 137, 104. doi: 10.1016/j.fuproc.2015.04.004

    62. [62]

      Jiao, T. T.; Li, C. S.; Zhuang, X. L.; Cao, S. S.; Chen, H. N.; Zhang, S. J. Chem. Eng. J. 2015, 266 (APR), 148. doi: 10.1016/j.cej.2014.12.071

    63. [63]

      Jiao, T. T.; Zhuang, X. L.; He, H. Y.; Li, C. S.; Chen, H. N.; Zhang, S. J. Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54 (9), 2573. doi: 10.1021/ie504892g

    64. [64]

      Yao, C.; Hou, Y.; Ren, S.; Wu, W.; Zhang, K.; Ji, Y.; Liu, H. Chem. Eng. J. 2017, 326, 620. doi: 10.1016/j.cej.2017.06.007

    65. [65]

      Kareem, M. A.; Mjalli, F. S.; Hashim, M. A.; Alnashef, I. M. Fluid Phase Equilibria 2012, 314 (3), 52. doi: 10.1016/j.fluid.2011.10.024

    66. [66]

      Kareem, M. A.; Mjalli, F. S.; Hashim, M. A.; Hadj-Kali, M. K. O.; Bagh, F. S. G.; Alnashef, I. M. Fluid Phase Equilibria 2012, 333 (4), 47. doi: 10.1016/j.fluid.2012.07.020

    67. [67]

      Mulyono, S.; Hizaddin, H.; Alnashef, I.; Hashim, M.; Fakeeha, A.; HadjKali, M. RSC Adv. 2014, 4 (34), 17597. doi: 10.1039/c4ra01081g

    68. [68]

      Rodriguez, N. R.; Requejo, P. F.; Kroon, M. C. Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54 (45), 11404. doi: 10.1021/acs.iecr.5b02611

    69. [69]

      Rodriguez, N. R.; Gerlach, T.; Scheepers, D.; Kroon, M. C.; Smirnova, I. J. Chem. Thermodyn. 2017, 104, 128. doi: 10.1016/j.jct.2016.09.021

    70. [70]

      Hou, Y. C.; Li, Z. Y.; Ren, S. H.; Wu, W. Z. Fuel Process.Technol. 2015, 135, 99. doi: 10.1016/j.fuproc.2014.11.001

    71. [71]

      Wang, Y.; Hou, Y.; Wu, W.; Liu, D.; Ji, Y.; Ren, S. Green Chem. 2016, 18 (10), 3089. doi: 10.1039/c5gc02909k

    72. [72]

      Rodríguez, N. R.; González, A. S. B.; Tijssen, P. M. A.; Kroon, M. C. Fluid Phase Equilibria 2015, 385, 72. doi: 10.1016/j.fluid.2014.10.044

    73. [73]

      Gjineci, N.; Boli, E.; Tzani, A.; Detsi, A.; Voutsas, E. Fluid Phase Equilibria 2016, 424, 1. doi: 10.1016/j.fluid.2015.07.048

    74. [74]

      Hayyan, M.; Mjalli, F. S.; Hashim, M. A.; Hashim, M. A.; AlNashef, I. M. Fuel Process.Technol. 2010, 91, 116. doi: 10.1016/j.fuproc.2009.09.002

    75. [75]

      Shahbaz, K.; Mjalli, F. S.; Hashim, M. A.; AlNashef, I. M. Energy Fuels 2011, 25, 2671. doi: 10.1021/ef2004943

    76. [76]

      Maugeri, Z.; Leitner, W.; de María, P. D. Tetrahedr. Lett. 2012, 53, 6968. doi: 10.1016/j.tetlet.2012.10.044

    77. [77]

      Li, G.; Yan, C.; Cao, B.; Jiang, J.; Zhao, W.; Wang, J.; Mu, T. Green Chem. 2016, 18 (8), 2522. doi: 10.1039/c5gc02691a

    78. [78]

      Hou, Y. C.; Li, J.; Ren, S. H.; Niu, M. G.; Wu, W. Z. J. Phys. Chem. B 2014, 118 (47), 13646. doi: 10.1021/jp5084136

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  15
  • 文章访问数:  1103
  • HTML全文浏览量:  162
文章相关
  • 发布日期:  2018-08-15
  • 收稿日期:  2018-01-08
  • 接受日期:  2018-01-26
  • 修回日期:  2018-01-25
  • 网络出版日期:  2018-08-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章