Глубокие эвтектические растворители в процессах экстракции: экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование

В последнее время принципы «зеленой химии» стали основными критериями для достижения экономических и экологических целей как в промышленности, так и в академическом сообществе. Иначе говоря, нынешние исследования направлены на разработку экологичных процессов, основанных на использовании инновационных и возобновляемых ресурсов, которые находятся в балансе с наименьшими экономическими затратами и негативным воздействием на экологию. Разработка и применение экологически чистых растворителей — важная задача в различных научных и технических областях. В последнее время исследования экстракционных растворителей были сосредоточены на ионных жидкостях из-за их особых свойств, таких как вязкость, плотность, гидрофобность или гидрофильность, которые можно регулировать путем выбора подходящего катиона и аниона. Однако проблемы с их биоразлагаемостью, токсичностью, стабильностью и зачастую дорогостоящим синтезом не позволили считать их совершенными растворителями. За последние годы были достигнуты прорывные достижения в получении систем, послуживших альтернативой традиционным токсичным и летучим органическим растворителям. Среди таких аналогов отмечают глубокие эвтектические растворители (DES), которые впервые были представлены в 2003 году. В последние годы в научной литературе представлено большое количество работ, посвященных DES. Однако, их основным недостатком является отсутствие фундаментальных знаний, а именно понимание природы взаимодействий, лежащих в основе их образования, структуры, роли воды в образовании DES и в структуре смеси. Восполнение этих пробелов и получение новых данных о свойствах и фазовом поведении DES определяет научную новизну поставленной задачи. Данный проект направлен на исследование DES, являющихся инновационными растворителями. Будет проведено масштабное изучение физико-химических свойств DES, исследованы возможности экстракции целевых соединений из промышленно значимых азеотропных систем различных классов. Актуальность проблемы определяется стремлением современной химической промышленности соответствовать принципам «зеленой химии». DES являются одним из наиболее интересных классов альтернативных растворителей, в основном из-за сочетания их простого приготовления и специфической возможности подбирать свойства, подходящие для конкретных процессов синтеза или экстракции. Возможность использования натуральных компонентов открыла новые перспективы для создания действительно «зеленых» растворителей, необходимых в современной химической промышленности. Основные планируемые работы: - Термодинамические свойства DES на основе хлорида холина: зависимости от состава и физико-химических свойств компонентов, новые подходы к термодинамическому моделированию. - Исследование физических свойств DES: вязкости и плотности, влияние на эти свойства состава DES. - Применение DES в процессах экстракции. Фазовые равновесия жидкость-жидкость (эксперимент) азеотропных смесей различных классов органических соединений, термодинамическое моделирование. - Проведение модельных многостадийных экспериментов с регенерацией и рециклом DES. По итогам проекта планируется публикация 4 статей в высокорейтинговых международных журналах, представление результатов на международных и российских конференциях.