综述：深共熔溶剂的动态特性与多样化应用

这篇综述系统阐述了深共熔溶剂（DES）作为绿色溶剂在替代传统有机溶剂和离子液体（ILs）方面的显著优势，重点分析了其氢键供体（HBD）与受体（HBA）相互作用赋予的高热稳定性、电化学稳定性和可调物化性质，并全面探讨了DES在药物递送、纳米材料合成、金属回收及环境治理等领域的创新应用，为可持续化学发展提供了新视角。

　　

深共熔溶剂的动态特性与多样化应用

引言

深共熔溶剂（DES）自2003年被提出以来，凭借其由氢键供体（如尿素、羧酸）与受体（如胆碱氯化物）组成的低共熔混合物特性，迅速成为绿色化学领域的研究热点。相比传统有机溶剂（如CH₂
Cl₂
）和离子液体（ILs），DES具有制备简便、成本低廉、生物可降解等优势，且通过调节组分比例可精准调控其理化性质。

DES的分类与制备

DES可分为五类：I型（金属盐基）、II型（水合金属盐基）、III型（胆碱氯化物与HBD复合，最常见）、IV型（金属盐替代阳离子）及V型（疏水性DES，如薄荷醇-百里酚）。新兴类型还包括聚乙二醇化DES、卤键DES和磁性DES（如钴/镍氯化物基）。制备方法以热熔法（50–100°C）和机械研磨法为主，超声辅助法可提升效率。

物理化学特性

• 相行为：DES的熔点低于单一组分，尿素-胆碱氯化物（1:2）的共熔点达12°C。
• 粘度与导电性：高粘度（如胆碱氯化物-葡萄糖达85,000 Pa·s）可通过加水降低，导电性随温度升高而增强。
• 电化学窗口：甲基尿素-胆碱氯化物DES的电位窗口最宽，适用于金属电沉积。
• 极性：Kamlet-Taft参数显示DES的β值（氢键碱性）与木质素溶解效率正相关。

创新应用

1. 环境治理：π电子供体DES（如TEBAC-苯酚）可高效吸附甲苯；胆碱碘化物-甲基尿素DES能捕获放射性碘。
2. 资源回收：氯乙酸-四丁基氯化铵DES可100%回收锂离子电池中的钴和锂。
3. 药物递送：抗坏血酸-胆碱氯化物（1:2）提升氨苯砜溶解度；柠檬酸-氨基酸DES凝胶透皮递送抗关节炎药物。
4. 纳米材料：胆碱氯化物-乳酸DES制备纤维素-木质素纳米纤维；尿素DES合成锐钛矿TiO₂
   催化剂。

挑战与展望

尽管DES在热稳定性（部分分解温度>200°C）和工业化应用中表现优异，但其吸湿性可能改变性能，未来需开发更稳定的疏水DES。机器学习（如XG Boost模型）已用于预测DES性质，加速了定制化溶剂设计。

通过持续优化组分与结构，DES有望在能源存储、生物医药等领域开辟更广阔的应用前景，推动绿色化学的实质性进展。