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2-甲氧基苯酚与2-乙氧基苯酚在正构烷烃中的液液相平衡研究:分子结构与临界温度的构效关系解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月23日 来源:Journal of Molecular Liquids 5.3
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本研究针对酚类衍生物在工业废水处理中的分离难题,通过激光散射技术测定2-甲氧基苯酚/2-乙氧基苯酚与C8-C16正构烷烃的液液相平衡(LLE)数据,发现上临界共溶温度(UCST)随烷烃链长增加而升高,揭示分子内氢键和空间位阻对相行为的调控机制,为含酚废水萃取工艺开发提供理论依据。
酚类化合物作为制药、香料和抗氧化剂的重要中间体,其工业废水处理一直是环境领域的重大挑战。传统1-辛醇等萃取剂对含酚废水的处理效率受限于对溶质-溶剂相互作用的认知不足,特别是当酚类分子含有多个极性基团时,分子内作用会显著改变其相行为规律。西班牙布尔戈斯大学的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表论文,系统研究了含双极性基团的2-甲氧基苯酚(愈创木酚)和2-乙氧基苯酚与正构烷烃的液液相平衡,揭示了分子结构对相分离温度的调控机制。
研究采用激光散射浊度法测定相变温度,通过振动管密度计测定纯物质密度,结合Marquadt算法拟合临界参数。主要技术包括:激光散射浊点检测系统(He-Ne激光器与光电二极管联用)、安东帕DSA 5000密度仪(精度±0.10 kg·m-3)、TA Q2000差示扫描量热仪(测定熔点),所有测量均在0.1 MPa压力下进行。
研究结果部分:
材料与方法:测定了2-甲氧基苯酚(熔点301.4 K)和2-乙氧基苯酚等试剂的密度和含水量,其中2-乙氧基苯酚密度995.93 kg·m-3为首次报道。
实验结果:所有体系均呈现UCST型相图,如2-甲氧基苯酚+正十六烷体系UCST达340.99 K,且临界组成x1c随烷烃碳数增加向高浓度偏移(正十六烷体系x1c=0.7614)。
讨论:发现分子内作用存在"三极性基团耦合效应"——苯环、羟基和烷氧基的协同作用使2-甲氧基苯酚UCST高于2-乙氧基苯酚(正十六烷体系相差38 K)。X射线光电子能谱数据显示2-甲氧基苯酚存在分子内氢键(H···O距离2.086 ?),而乙氧基的额外亚甲基会阻碍氢键形成。
研究结论指出,在正构烷烃体系中,酚类衍生物的相行为受三重因素调控:烷烃链长增加提升UCST;邻位取代基体积效应(2-乙氧基苯酚<2-甲氧基苯酚<>
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