葫芦[7]脲水溶液高效分离甲苯与正庚烷：绿色能源技术新突破

本文创新性地利用葫芦[7]脲（Q[7]）水溶液实现甲苯（Tol）/正庚烷（Hep）共沸体系的高效分离。通过液-液萃取单次循环即可获得100%纯度的组分，ITC（等温滴定量热）与DFT（密度泛函理论）证实Q[7]优先包结Tol形成稳定复合物。该技术兼具环境友好（无有机溶剂）、低能耗和可循环（回收率>99%）优势，为石油化工中芳烃/烷烃分离提供了革命性解决方案。

　　

Highlight

葫芦[7]脲（Q[7]）水溶液通过选择性分子识别实现甲苯（Tol）与正庚烷（Hep）的完美分离。单次萃取即可获得100%纯度组分，为石油工业芳烃/烷烃分离树立新标杆。

关键发现

• 选择性包结：¹H NMR显示Q[7]与Tol形成1:1主客体复合物（Tol@Q[7]），而Hep未被捕获

• 超强结合力：ITC测定结合常数达10⁵ M^?1，DFT计算证实Tol@Q[7]稳定性显著高于Hep体系

• 工业级性能：模拟放大实验保持>99%分离效率，Q[7]水溶液可循环使用10次无损耗

分子机制

Q[7]的刚性空腔通过C=O端口与Tol的π电子云产生偶极-π相互作用，而直链烷烃Hep因尺寸失配无法有效结合。这种"分子尺"效应赋予体系超高选择性。

Conclusion

本研究开创了超分子萃取技术（Supramolecular Extraction）在共沸体系分离中的应用范式，为降低石化行业70%分离能耗提供可能。Q[7]水溶液作为"智能溶剂"兼具原子经济性与工业化潜力。