氢键供体协同效应在低共熔溶剂分离碳酸二甲酯/乙醇体系中的机制研究

研究人员针对碳酸二甲酯/乙醇共沸体系分离难题，通过COSMO-RS筛选设计含双氢键供体(HBD)的低共熔溶剂(DESs)，系统研究HBD组合对DESs物化性质及气液平衡的影响。研究发现双HBD-DESs兼具各组分配方优势，实现高萃取性能的同时具有低粘度或高热分解温度特性，并通过量子化学与分子动力学揭示了氢键作用机制。

　　

低共熔溶剂(DESs)因其可设计性成为分离领域研究热点。本研究巧妙利用COSMO-RS模型筛选出包含两种双氢键供体(HBD)的五种DESs配方。通过物性表征发现，双HBD体系能完美继承单一HBD组分的优势特性——在保持优异萃取性能的同时，或呈现更低粘度便于工业操作，或具备更高热分解温度确保工艺安全。气液平衡实验揭示了DESs对碳酸二甲酯/乙醇体系的破共沸效应，量子化学计算与分子动力学模拟则像"分子显微镜"般解析了氢键网络的形成机制：不同HBD间的协同作用如同"化学交响乐"，通过氢键位点的精准匹配实现对目标分子的选择性捕获。这项研究为绿色溶剂设计提供了全新思路，特别在能源化工产品纯化领域展现出巨大潜力。