百里香酚CO2/NaOH可切换亲水溶剂体系：污染砂土中石油烃的绿色高效回收机制与应用

本文开发了一种基于百里香酚（Th）的CO2/NaOH可切换亲水溶剂（SHS），通过量子化学计算和分子动力学模拟揭示了其快速相变机理与协同增效作用。该体系将传统DMCHA溶剂的再生时间缩短81.20%，对石油烃（TPH）回收率达94.52%，且溶剂与深共熔溶剂（DESs/H2O）可循环使用三次仍保持91.26%的高效回收率，为危险固体废物资源化提供了绿色解决方案。

　　

Highlight

百里香酚（Th）作为CO₂/NaOH可切换亲水溶剂（SHS），其再生效率较传统N,N-二甲基环己胺（DMCHA）提升81.20%，归因于Th更高的CO₂反应活性（通过LUMO-HOMO和静电势分析证实）。该体系在污染砂土处理中实现94.52%的TPH回收率，且深共熔溶剂（DESs/H₂O）与Th的协同作用经分子动力学模拟揭示。

Phase transition

以Th为例研究CO₂/NaOH交替刺激下的疏水-亲水转换行为。如图S3所示，Th在25℃至75℃范围内与水接触时保持疏水性。图2(a)显示，加入不同浓度NaOH溶液后观察到亲水液相形成，表明NaOH诱导了疏水向亲水转变。随后通入CO₂可实现逆向相变，且Th的再生时间显著短于DMCHA体系。

Conclusions

本研究开发的Th基CO₂/NaOH响应型SHS，通过NaOH替代传统N₂鼓泡实现溶剂去质子化，使再生时间缩短18.80%，CO₂吸收率从9.37‰提升至2.59%。该技术为危险固体废物资源化提供了高效、可持续的解决方案。