nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS дэмжлэг хязгаарлагдмал байна. Хамгийн сайн туршлагыг авахын тулд бид хөтчийн хамгийн сүүлийн хувилбарыг ашиглахыг (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах) зөвлөж байна. Нэмж дурдахад, тасралтгүй дэмжлэг үзүүлэхийн тулд энэ сайтад хэв маяг эсвэл JavaScript агуулаагүй болно.
Хуурайшсан усан сангуудад занарын тэлэлт нь томоохон асуудал үүсгэж, худгийн тогтворгүй байдалд хүргэдэг. Байгаль орчны шалтгаанаар газрын тосонд суурилсан өрөмдлөгийн шингэнээс илүү занарын дарангуйлагч нэмсэн усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэнийг ашиглах нь илүү тохиромжтой. Ионы шингэн (ILs) нь тохируулж болох шинж чанар, хүчтэй электростатик шинж чанараараа занарын дарангуйлагч гэдгээрээ ихээхэн анхаарал татаж байна. Гэсэн хэдий ч өрөмдлөгийн шингэнд өргөн хэрэглэгддэг имидазолил суурьтай ионы шингэн (ILs) нь хортой, биологийн задралд ордоггүй, үнэтэй болох нь батлагдсан. Гүн эвтектик уусгагч (DES) нь ионы шингэнээс илүү өртөг багатай, хор багатай хувилбар гэж тооцогддог боловч шаардлагатай байгаль орчны тогтвортой байдалд хангалтгүй хэвээр байна. Энэ салбарын сүүлийн үеийн дэвшил нь байгаль орчинд ээлтэй гэдгээрээ алдартай байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийг нэвтрүүлэхэд хүргэсэн. Энэхүү судалгаагаар өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт болгон нимбэгийн хүчил (устөрөгчийн холбоо хүлээн авагч болгон) болон глицерол (устөрөгчийн холбооны донор болгон) агуулсан NADES-ийг судалсан. NADES дээр суурилсан өрөмдлөгийн шингэнийг API 13B-1 стандартын дагуу боловсруулж, тэдгээрийн гүйцэтгэлийг калийн хлорид дээр суурилсан өрөмдлөгийн шингэн, имидазоли дээр суурилсан ионы шингэн, холин хлорид:мочевин-DES дээр суурилсан өрөмдлөгийн шингэнтэй харьцуулсан. Өмчийн NADES-ийн физик-химийн шинж чанарыг дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно. Судалгааны явцад өрөмдлөгийн шингэний реологийн шинж чанар, шингэний алдагдал, занарын дарангуйлах шинж чанарыг үнэлж, 3% NADES-ийн концентрацид урсацын стресс/хуванцар зуурамтгай чанарын харьцаа (YP/PV) нэмэгдэж, шаврын бялууны зузаан 26%-иар, шүүлтүүрийн эзэлхүүн 30.1%-иар буурсан болохыг харуулсан. NADES нь 49.14%-ийн гайхалтай тэлэлтийн дарангуйлах түвшинд хүрч, занарын үйлдвэрлэлийг 86.36%-иар нэмэгдүүлсэн. Эдгээр үр дүнг NADES нь шаврын гадаргуугийн идэвхжил, зета потенциал, давхаргын хоорондох зайг өөрчлөх чадвартай холбон тайлбарлаж байгаа бөгөөд эдгээрийг энэхүү өгүүлэлд үндсэн механизмыг ойлгохын тулд авч үзсэн болно. Энэхүү тогтвортой өрөмдлөгийн шингэн нь уламжлалт занарын зэврэлтийг дарангуйлагч бодисуудын оронд хоргүй, зардал багатай, өндөр үр дүнтэй хувилбарыг гаргаж, байгаль орчинд ээлтэй өрөмдлөгийн практикийг бий болгох замаар өрөмдлөгийн салбарт хувьсгал хийх төлөвтэй байна.
Занар нь нүүрсустөрөгчийн эх үүсвэр болон нөөцийн үүрэг гүйцэтгэдэг олон талт чулуулаг бөгөөд түүний сүвэрхэг бүтэц1 нь эдгээр үнэт баялгийг үйлдвэрлэх, хадгалах боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч занар нь монтмориллонит, смектит, каолинит, иллит зэрэг шаварлаг эрдэс бодисоор баялаг бөгөөд энэ нь усанд өртөх үед хавдах хандлагатай байдаг бөгөөд өрөмдлөгийн ажиллагааны явцад худгийн тогтворгүй байдалд хүргэдэг2,3. Эдгээр асуудлууд нь бүтээмжгүй хугацаа (NPT) болон гацах хоолой, шаврын эргэлтийн алдагдал, худгийн нуралт, хошууны бохирдол зэрэг олон үйл ажиллагааны асуудалд хүргэж, нөхөн сэргээх хугацаа, зардлыг нэмэгдүүлдэг. Уламжлал ёсоор газрын тосонд суурилсан өрөмдлөгийн шингэн (OBDF) нь занарын тэлэлтийг эсэргүүцэх чадварын улмаас занарын формацид илүүд үздэг сонголт байсан4. Гэсэн хэдий ч газрын тосонд суурилсан өрөмдлөгийн шингэнийг ашиглах нь өндөр өртөг, байгаль орчны эрсдэлийг дагуулдаг. Синтетик суурьтай өрөмдлөгийн шингэн (SBDF)-ийг өөр хувилбар гэж үздэг боловч өндөр температурт тохирох байдал нь хангалтгүй байдаг. Усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэн (WBDF) нь OBDF5-аас илүү аюулгүй, байгаль орчинд ээлтэй, илүү зардал багатай тул сэтгэл татам шийдэл юм. WBDF-ийн занарын дарангуйлах чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд янз бүрийн занарын дарангуйлагчдыг ашигласан бөгөөд үүнд калийн хлорид, шохой, силикат, полимер зэрэг уламжлалт дарангуйлагчид багтдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр дарангуйлагчид нь үр нөлөө, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн хувьд хязгаарлалттай байдаг, ялангуяа калийн хлоридын дарангуйлагч дахь өндөр K+ концентраци болон силикатын рН-ийн мэдрэмжээс шалтгаалан. 6 Судлаачид өрөмдлөгийн шингэний реологийг сайжруулж, занарын хавагнах, гидрат үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд ионы шингэнийг өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт болгон ашиглах боломжийг судалсан. Гэсэн хэдий ч эдгээр ионы шингэнүүд, ялангуяа имидазолил катион агуулсан шингэнүүд нь ерөнхийдөө хортой, үнэтэй, биологийн задралд ордоггүй бөгөөд нарийн төвөгтэй бэлтгэлийн процесс шаарддаг. Эдгээр асуудлыг шийдэхийн тулд хүмүүс илүү хэмнэлттэй, байгаль орчинд ээлтэй хувилбарыг хайж эхэлсэн бөгөөд энэ нь гүн эвтектик уусгагч (DES) гарч ирэхэд хүргэсэн. DES нь тодорхой молийн харьцаа болон температурт устөрөгчийн холбооны донор (HBD) болон устөрөгчийн холбооны акцептор (HBA)-аар үүссэн эвтектик холимог юм. Эдгээр эвтектик холимог нь бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдээсээ бага хайлах цэгтэй байдаг бөгөөд энэ нь голчлон устөрөгчийн холбооноос үүдэлтэй цэнэгийн делокализацитай холбоотой юм. DES-ийн хайлах цэгийг бууруулахад торны энерги, энтропийн өөрчлөлт, анион ба HBD-ийн харилцан үйлчлэл зэрэг олон хүчин зүйл гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
Өмнөх судалгаануудад занарын тэлэлтийн асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэнд янз бүрийн нэмэлтүүдийг нэмсэн. Жишээлбэл, Офей нар 1-бутил-3-метилимидазолийн хлорид (BMIM-Cl) нэмсэн нь шаврын зуурмагийн зузааныг (50% хүртэл) мэдэгдэхүйц бууруулж, янз бүрийн температурт YP/PV утгыг 11-ээр бууруулсан. Хуан нар ионы шингэнийг (ялангуяа 1-гексил-3-метилимидазолийн бромид ба 1,2-бис(3-гексилимидазол-1-ил)этан бромид) Na-Bt хэсгүүдтэй хослуулан ашиглаж, занарын хаванг тус тус 86.43% ба 94.17%-иар мэдэгдэхүйц бууруулсан12. Үүнээс гадна, Ян нар 1-винил-3-додецилимидазолийн бромид ба 1-винил-3-тетрадецилимидазолийн бромид ашиглан занарын хаванг тус тус 16.91% ба 5.81%-иар бууруулсан. 13 Ян нар. мөн 1-винил-3-этилимидазолийн бромид ашиглаж, занарын тэлэлтийг 31.62%-иар бууруулж, занарын нөхөн сэргэлтийг 40.60%-д хадгалсан.14 Үүнээс гадна, Луо нар занарын хаванг 80%-иар бууруулахын тулд 1-октил-3-метилимидазолийн тетрафторборат ашигласан.15,16 Дай нар занарын хаванг дарангуйлахын тулд ионы шингэн сополимер ашиглаж, амин дарангуйлагчтай харьцуулахад шугаман нөхөн сэргэлтийг 18%-иар нэмэгдүүлсэн.17
Ионы шингэн нь өөрөө зарим сул талуудтай тул эрдэмтэд ионы шингэнийг илүү байгаль орчинд ээлтэй хувилбаруудыг хайхад хүргэсэн бөгөөд ингэснээр DES үүссэн. Ханжиа нь винил хлорид пропионы хүчил (1:1), винил хлорид 3-фенилпропионы хүчил (1:2), 3-меркаптопропионы хүчил + итакон хүчил + винил хлорид (1:1:2)-аас бүрдсэн гүн эвтектик уусгагч (DES)-ийг анх ашигласан бөгөөд энэ нь бентонитийн хаванг тус тус 68%, 58%, 58%-иар дарангуйлсан18. Чөлөөт туршилтаар М.Х.Расул глицерол ба калийн карбонат (DES)-ийн 2:1 харьцааг ашиглаж, занарын дээжийн хаванг 87%-иар мэдэгдэхүйц бууруулсан19,20. Ма нь занарын тэлэлтийг 67%-иар мэдэгдэхүйц бууруулахын тулд мочевин:винил хлорид ашигласан.21 Расул нар. DES болон полимерийн хослолыг давхар үйлчилгээтэй занарын дарангуйлагч болгон ашигласан бөгөөд энэ нь маш сайн занарын дарангуйлах нөлөө үзүүлсэн22.
Гүн эвтектик уусгагч (DES)-ийг ерөнхийдөө ионы шингэнийг илүү ногоон хувилбар гэж үздэг ч тэдгээр нь аммонийн давс зэрэг хортой бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг тул байгаль орчинд ээлтэй байдлыг нь эргэлзээтэй болгодог. Энэ асуудал нь байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн. Тэдгээрийг DES гэж ангилдаг хэвээр байгаа боловч калийн хлорид (KCl), кальцийн хлорид (CaCl2), Эпсомын давс (MgSO4.7H2O) болон бусад байгалийн бодис, давснаас бүрддэг. DES болон NADES-ийн олон тооны боломжит хослолууд нь энэ чиглэлээр судалгаа хийх өргөн хүрээг нээж өгч байгаа бөгөөд янз бүрийн салбарт хэрэглээг олох төлөвтэй байна. Хэд хэдэн судлаачид янз бүрийн хэрэглээнд үр дүнтэй болох нь батлагдсан шинэ DES хослолуудыг амжилттай боловсруулсан. Жишээлбэл, Насер нар 2013 онд калийн карбонат дээр суурилсан DES-ийг нэгтгэж, түүний термофизик шинж чанарыг судалсан бөгөөд энэ нь дараа нь гидратыг дарангуйлах, өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт, делингификация, нанофибрилляци зэрэг чиглэлээр хэрэглээг олсон. 23 Жорди Ким болон түүний хамтран ажиллагсад аскорбины хүчилд суурилсан NADES боловсруулж, түүний антиоксидант шинж чанарыг янз бүрийн хэрэглээнд үнэлсэн. 24 Кристер нар нимбэгийн хүчилд суурилсан NADES боловсруулж, коллагены бүтээгдэхүүний нэмэлт бодис болгон ашиглах боломжийг тодорхойлсон. 25 Лю И болон түүний хамтран ажиллагсад NADES-ийг олборлолт болон хроматографийн хэрэгсэл болгон ашиглах талаар цогц тойм хийсэн бол Мисан нар хөдөө аж ахуйн хүнсний салбарт NADES-ийг амжилттай ашиглах талаар хэлэлцсэн. Өрөмдлөгийн шингэний судлаачид хэрэглээндээ NADES-ийн үр нөлөөнд анхаарлаа хандуулж эхлэх нь зайлшгүй чухал юм. саяхан. 2023 онд Расул нар аскорбины хүчил26, кальцийн хлорид27, калийн хлорид28, Эпсом давс29 дээр суурилсан байгалийн гүн эвтектик уусгагчуудын янз бүрийн хослолыг ашиглаж, занарын дарангуйлал болон занарын нөхөн сэргээлтийг гайхалтай түвшинд хүрсэн. Энэхүү судалгаа нь NADES (ялангуяа нимбэгийн хүчил ба глицерол дээр суурилсан найрлага)-ыг усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэнд байгаль орчинд ээлтэй, үр дүнтэй занарын дарангуйлагч болгон нэвтрүүлсэн анхны судалгаануудын нэг бөгөөд KCl, имидазолил суурьтай ионы шингэн болон уламжлалт DES зэрэг уламжлалт дарангуйлагчидтай харьцуулахад байгаль орчинд ээлтэй, үр дүнтэй занарын дарангуйлагч болох нь онцлог юм.
Судалгаанд нимбэгийн хүчил (CA) дээр суурилсан NADES-ийг дотооддоо бэлтгэх, дараа нь нарийвчилсан физик-химийн шинж чанарыг тодорхойлох, өрөмдлөгийн шингэний шинж чанар болон хавдахыг дарангуйлах чадварыг үнэлэх өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт болгон ашиглах зэрэг орно. Энэхүү судалгаанд CA нь устөрөгчийн холбоог хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэх бол глицерол (Gly) нь занарын дарангуйлах судалгаанд NADES үүсэх/сонголтын MH скрининг шалгуурт үндэслэн сонгосон устөрөгчийн холбооны донорын үүрэг гүйцэтгэнэ30. Фурье хувиргасан хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR), рентген дифракци (XRD) болон зета потенциал (ZP) хэмжилтүүд нь NADES-шавар харилцан үйлчлэл болон шаврын хавдахыг дарангуйлах үндсэн механизмыг тодруулна. Нэмж дурдахад энэхүү судалгаагаар CA NADES дээр суурилсан өрөмдлөгийн шингэнийг 1-этил-3-метилимидазолийн хлорид [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl болон холин хлорид:мочевин (1:2) дээр суурилсан DES32-тэй харьцуулж, занарын дарангуйлал болон өрөмдлөгийн шингэний гүйцэтгэлийг сайжруулах үр нөлөөг судлах болно.
Нимбэгийн хүчил (моногидрат), глицерол (99 USP), мочевиныг Малайзын Куала Лумпур хотын EvaChem компаниас худалдаж авсан. Холины хлорид (>98%), [EMIM]Cl 98%, калийн хлоридыг Малайзын Сигма Алдрич компаниас худалдаж авсан. Бүх химийн бодисын химийн бүтцийг Зураг 1-т үзүүлэв. Ногоон диаграмм нь энэхүү судалгаанд ашигласан гол химийн бодисуудыг харьцуулсан болно: имидазолил ионы шингэн, холин хлорид (DES), нимбэгийн хүчил, глицерол, калийн хлорид, NADES (нимбэгийн хүчил ба глицерол). Энэхүү судалгаанд ашигласан химийн бодисын байгаль орчинд ээлтэй байдлын хүснэгтийг Хүснэгт 1-д үзүүлэв. Хүснэгтэд химийн бодис бүрийг хоруу чанар, био задрал, өртөг, байгаль орчны тогтвортой байдал дээр үндэслэн үнэлэв.
Энэхүү судалгаанд ашигласан материалын химийн бүтэц: (a) нимбэгийн хүчил, (b) [EMIM]Cl, (c) холин хлорид, болон (d) глицерол.
CA (байгалийн гүн эвтектик уусгагч) дээр суурилсан NADES-ийг боловсруулахад зориулсан устөрөгчийн холбооны донор (HBD) болон устөрөгчийн холбооны акцептор (HBA) нэр дэвшигчдийг MH 30 сонголтын шалгуурын дагуу сайтар сонгосон бөгөөд эдгээр шалгуур нь NADES-ийг үр дүнтэй занарын дарангуйлагч болгон хөгжүүлэхэд зориулагдсан болно. Энэхүү шалгуурын дагуу олон тооны устөрөгчийн холбооны донор ба акцептор, түүнчлэн туйлын функциональ бүлэгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг NADES-ийг боловсруулахад тохиромжтой гэж үздэг.
Үүнээс гадна, энэхүү судалгаанд ионы шингэн [EMIM]Cl болон холин хлорид: мочевин гүн эвтектик уусгагч (DES)-ийг харьцуулах зорилгоор сонгосон, учир нь тэдгээрийг өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт болгон өргөн ашигладаг33,34,35,36. Үүнээс гадна, калийн хлорид (KCl) нь нийтлэг дарангуйлагч тул харьцуулсан.
Нимбэгийн хүчил ба глицеролыг эвтектик хольц авахын тулд өөр өөр молийн харьцаатай хольсон. Харааны үзлэгээр эвтектик хольц нь нэгэн төрлийн, тунгалаг шингэн бөгөөд булингаргүй болох нь устөрөгчийн холбооны донор (HBD) ба устөрөгчийн холбооны акцептор (HBA)-г энэхүү эвтектик найрлагад амжилттай хольсон болохыг харуулж байна. HBD ба HBA-ийн холих процессын температураас хамааралтай зан төлөвийг ажиглахын тулд урьдчилсан туршилтуудыг хийсэн. Боломжтой уран зохиолын дагуу эвтектик хольцын эзлэх хувийг 50 °C, 70 °C ба 100 °C-аас дээш гурван тодорхой температурт үнэлсэн бөгөөд энэ нь эвтектик температур нь ихэвчлэн 50-80 °C хооронд хэлбэлздэг болохыг харуулж байна. HBD ба HBA бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нарийн жигнэхийн тулд Меттлерийн дижитал жинг ашигласан бөгөөд HBD ба HBA-г хяналттай нөхцөлд 100 эрг/мин-т халааж, хутгахын тулд Thermo Fisher халуун хавтанг ашигласан.
Бидний нийлэгжүүлсэн гүн эвтектик уусгагч (DES)-ийн нягтрал, гадаргуугийн таталт, хугарлын индекс, зуурамтгай чанар зэрэг термофизик шинж чанаруудыг 289.15-333.15 К-ийн температурын хязгаарт нарийвчлалтай хэмжсэн. Энэхүү температурын хязгаарыг голчлон одоо байгаа тоног төхөөрөмжийн хязгаарлалтаас шалтгаалан сонгосон гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Иж бүрэн шинжилгээнд энэхүү NADES найрлагын янз бүрийн термофизик шинж чанаруудыг гүнзгийрүүлэн судалж, тэдгээрийн янз бүрийн температурын хязгаарт хэрхэн ажилладагийг харуулсан болно. Энэхүү тодорхой температурын хязгаарт анхаарлаа төвлөрүүлснээр хэд хэдэн хэрэглээнд онцгой ач холбогдолтой NADES-ийн шинж чанаруудын талаарх ойлголтыг өгдөг.
Бэлтгэсэн NADES-ийн гадаргуугийн хурцадмал байдлыг 289.15-333.15 К хооронд завсрын хурцадмал хэмжигч (IFT700) ашиглан хэмжсэн. NADES дуслыг тодорхой температур, даралтын нөхцөлд капилляр зүү ашиглан их хэмжээний шингэнээр дүүргэсэн камерт үүсгэдэг. Орчин үеийн дүрслэх системүүд нь Лапласын тэгшитгэлийг ашиглан завсрын хурцадмал байдлыг тооцоолохын тулд зохих геометрийн параметрүүдийг нэвтрүүлдэг.
ATAGO рефрактометрийг ашиглан шинээр бэлтгэсэн NADES-ийн хугарлын илтгэгчийг 289.15-333.15 К температурын хүрээнд тодорхойлсон. Багаж нь гэрлийн хугарлын түвшинг тооцоолохын тулд температурыг зохицуулах дулааны модулийг ашигладаг бөгөөд ингэснээр тогтмол температуртай усан ванн хийх шаардлагагүй болно. Рефрактометрийн призмийн гадаргууг цэвэрлэж, дээжийн уусмалыг түүн дээр жигд тараах хэрэгтэй. Мэдэгдэж буй стандарт уусмалаар тохируулж, дараа нь дэлгэцээс хугарлын илтгэгчийг уншина.
Бэлтгэсэн NADES-ийн зуурамтгай чанарыг 289.15-333.15 К температурын хязгаарт Брукфилдийн эргэлтийн вискозиметр (криогенийн төрөл) ашиглан 30 эрг/мин хяргах хурдтай, 6 голын хэмжээтэй хэмжсэн. Вискозиметр нь шингэн дээжинд голыг тогтмол хурдаар эргүүлэхэд шаардагдах эргүүлэх хүчийг тодорхойлж зуурамтгай чанарыг хэмждэг. Дээжийг голын доорх дэлгэц дээр байрлуулж, чангалсны дараа вискозиметр нь зуурамтгай чанарыг сантипуаз (cP)-ээр харуулж, шингэний реологийн шинж чанарын талаар үнэ цэнэтэй мэдээлэл өгдөг.
Зөөврийн нягтрал хэмжигч DMA 35 Basic-ийг ашиглан шинээр бэлтгэсэн байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NDEES)-ийн нягтыг 289.15–333.15 К температурын хүрээнд тодорхойлсон. Төхөөрөмж нь суурилуулсан халаагчгүй тул NADES нягтрал хэмжигчийг ашиглахаасаа өмнө заасан температурт (± 2 °C) урьдчилан халаах ёстой. Хоолойгоор дор хаяж 2 мл дээжийг соруулж авбал нягтрал нь дэлгэц дээр шууд гарч ирнэ. Суурилуулсан халаагч байхгүй тул хэмжилтийн үр дүн ± 2 °C алдаатай байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Шинээр бэлтгэсэн NADES-ийн рН-ийг 289.15–333.15 К температурын хүрээнд үнэлэхийн тулд бид Kenis ширээний рН хэмжигч ашигласан. Суурилуулсан халаалтын төхөөрөмж байхгүй тул NADES-ийг эхлээд халуун хавтан ашиглан хүссэн температурт (±2 °C) хүртэл халааж, дараа нь рН хэмжигчээр шууд хэмжсэн. рН хэмжигч датчикийг NADES-д бүрэн дүрж, заалт тогтворжсоны дараа эцсийн утгыг тэмдэглэнэ.
Байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийн дулааны тогтвортой байдлыг үнэлэхийн тулд термогравиметрийн шинжилгээ (TGA)-г ашигласан. Дээжийг халаах явцад шинжилсэн. Өндөр нарийвчлалтай тэнцвэржүүлэлтийг ашиглан халаалтын процессыг сайтар хянаж, массын алдагдал ба температурын графикийг гаргасан. NADES-ийг 0-ээс 500 °C хүртэл минутанд 1 °C хурдтайгаар халаасан.
Үйл явцыг эхлүүлэхийн тулд NADES дээжийг сайтар хольж, нэгэн төрлийн болгож, гадаргуугийн чийгийг арилгах шаардлагатай. Дараа нь бэлтгэсэн дээжийг ихэвчлэн хөнгөн цагаан гэх мэт идэвхгүй материалаар хийгдсэн TGA кюветэд хийнэ. Нарийвчлалтай үр дүнг баталгаажуулахын тулд TGA багажуудыг лавлагаа материал, ихэвчлэн жингийн стандарт ашиглан тохируулдаг. Тохируулсны дараа TGA туршилт эхэлж, дээжийг хяналттай байдлаар, ихэвчлэн тогтмол хурдаар халаана. Дээжийн жин ба температурын хоорондын хамаарлыг тасралтгүй хянах нь туршилтын гол хэсэг юм. TGA багажууд нь температур, жин болон хийн урсгал эсвэл дээжийн температур зэрэг бусад параметрүүдийн талаарх мэдээллийг цуглуулдаг. TGA туршилт дууссаны дараа цуглуулсан өгөгдлийг дээжийн жингийн өөрчлөлтийг температурын функцээр тодорхойлохын тулд шинжилдэг. Энэхүү мэдээлэл нь хайлах, уурших, исэлдэх, задрах зэрэг үйл явцыг оролцуулан дээжийн физик болон химийн өөрчлөлттэй холбоотой температурын хүрээг тодорхойлоход үнэ цэнэтэй юм.
Усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэнийг API 13B-1 стандартын дагуу сайтар боловсруулсан бөгөөд түүний тодорхой найрлагыг лавлагаа болгон Хүснэгт 2-т жагсаасан болно. Байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES) бэлтгэхийн тулд нимбэгийн хүчил болон глицерол (99 USP)-ийг Малайзын Сигма Алдричээс худалдаж авсан. Үүнээс гадна, уламжлалт занарын дарангуйлагч калийн хлорид (KCl)-ийг мөн Малайзын Сигма Алдричээс худалдаж авсан. Өрөмдлөгийн шингэний реологи болон занарын дарангуйллыг сайжруулахад мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг тул 98%-иас дээш цэвэршилттэй 1-этил, 3-метилимидазолийн хлорид ([EMIM]Cl)-ийг сонгосон бөгөөд үүнийг өмнөх судалгаагаар баталсан. NADES-ийн занарын дарангуйлах гүйцэтгэлийг үнэлэхийн тулд харьцуулсан шинжилгээнд KCl ​​болон ([EMIM]Cl) хоёуланг нь ашиглах болно.
Бентонит нь занарын хавдрыг үүсгэдэг ижил "монтмориллонит" бүлгийг агуулдаг тул олон судлаачид занарын хавдрыг судлахын тулд бентонитийн үйрмэг ашиглахыг илүүд үздэг. Цөмжүүлэлт нь занарын тогтворгүй байдлыг алдагдуулж, бүхэлдээ занарын бус харин элсэн чулуу, шохойн чулууны давхаргын холимог агуулсан дээжийг бий болгодог тул жинхэнэ занарын цөмийн дээжийг авах нь хэцүү байдаг. Үүнээс гадна, занарын дээжинд занарын хавдрыг үүсгэдэг монтмориллонит бүлгүүд ихэвчлэн байдаггүй тул хавдрыг дарангуйлах туршилтанд тохиромжгүй байдаг.
Энэхүү судалгаанд бид ойролцоогоор 2.54 см диаметртэй сэргээн босгосон бентонит хэсгүүдийг ашигласан. Мөхлөгүүдийг гидравлик пресст 1600 psi даралттайгаар 11.5 грамм натрийн бентонит нунтаг шахаж хийсэн. Мөхлөгүүдийн зузааныг шугаман дилатометрт (LD) хийхээс өмнө нарийн хэмжсэн. Дараа нь хэсгүүдийг өрөмдлөгийн шингэний дээжинд дүрсэн бөгөөд үүнд суурь дээж болон занарын хавагнахаас урьдчилан сэргийлэхэд ашигладаг дарангуйлагчаар тарьсан дээжүүд багтсан. Дараа нь мөхлөгийн зузааны өөрчлөлтийг LD ашиглан сайтар хянаж, хэмжилтийг 24 цагийн турш 60 секундын зайтайгаар бүртгэсэн.
Рентген туяаны дифракцаар бентонитын найрлага, ялангуяа түүний 47% монтмориллонит бүрэлдэхүүн хэсэг нь түүний геологийн шинж чанарыг ойлгоход гол хүчин зүйл болдог болохыг харуулсан. Бентонитын монтмориллонит бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дунд монтмориллонит нь гол бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд нийт бүрэлдэхүүн хэсгийн 88.6%-ийг эзэлдэг. Үүний зэрэгцээ кварц 29%, иллит 7%, карбонат 9%-ийг эзэлдэг. Багахан хэсэг (ойролцоогоор 3.2%) нь иллит ба монтмориллонитийн холимог юм. Үүнээс гадна Fe2O3 (4.7%), мөнгөний алюмосиликат (1.2%), мусковит (4%), фосфат (2.3%) зэрэг ул мөр элементүүдийг агуулдаг. Үүнээс гадна бага хэмжээний Na2O (1.83%) болон төмрийн силикат (2.17%) байдаг нь бентонитын бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон тэдгээрийн харгалзах харьцааг бүрэн үнэлэх боломжийг олгодог.
Энэхүү цогц судалгааны хэсэгт байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES) ашиглан бэлтгэсэн, өөр өөр концентрацид (1%, 3% ба 5%) өрөмдлөгийн шингэний нэмэлт болгон ашигласан өрөмдлөгийн шингэний дээжийн реологийн болон шүүлтүүрийн шинж чанарыг нарийвчлан харуулсан болно. Дараа нь NADES дээр суурилсан зутангийн дээжийг калийн хлорид (KCl), CC:мочевин DES (холин хлоридын гүн эвтектик уусгагч:мочевин) болон ионы шингэнээс бүрдсэн зутангийн дээжтэй харьцуулж, шинжилсэн. Энэхүү судалгаанд 100°C ба 150°C-д хөгшрөлтийн нөхцөлд өртөхөөс өмнө болон дараа FANN вискозиметр ашиглан олж авсан зуурамтгай чанарын заалт зэрэг хэд хэдэн гол параметрүүдийг хамруулсан. Хэмжилтийг өөр өөр эргэлтийн хурдаар (3 эрг/мин, 6 эрг/мин, 300 эрг/мин ба 600 эрг/мин) авсан нь өрөмдлөгийн шингэний зан төлөвийн цогц шинжилгээ хийх боломжийг олгосон. Дараа нь олж авсан өгөгдлийг янз бүрийн нөхцөлд шингэний гүйцэтгэлийн талаар ойлголт өгөх урсацын цэг (YP) болон хуванцар зуурамтгай чанар (PV) зэрэг гол шинж чанаруудыг тодорхойлоход ашиглаж болно. 400 psi ба 150°C (өндөр температурын худгийн ердийн температур)-д өндөр даралттай өндөр температур (HPHT) шүүлтүүрийн туршилтаар шүүлтүүрийн гүйцэтгэлийг (бялууны зузаан ба шүүлтүүрийн эзэлхүүн) тодорхойлно.
Энэ хэсэгт усан суурьтай өрөмдлөгийн шингэний занарын хавагнах дарангуйлах шинж чанарыг нарийвчлан үнэлэхийн тулд хамгийн сүүлийн үеийн тоног төхөөрөмж болох Grace HPHT шугаман дилатометр (M4600)-ийг ашигладаг. LSM нь хавтан нягтруулагч ба шугаман дилатометр (загвар: M4600) гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэх хамгийн сүүлийн үеийн машин юм. Бентонит хавтангуудыг Grace Core/Plate Compactor ашиглан шинжилгээнд бэлтгэсэн. Дараа нь LSM нь эдгээр хавтангууд дээр хавагнах мэдээллийг шууд өгч, занарын хавагнах дарангуйлах шинж чанарыг цогцоор нь үнэлэх боломжийг олгодог. Занарын тэлэлтийн туршилтыг орчны нөхцөлд, тухайлбал 25°C ба 1 psia температурт хийсэн.
Занарын тогтвортой байдлын туршилтад занарын нөхөн сэргээх туршилт, занарын живэх туршилт эсвэл занарын тархалтын туршилт гэж нэрлэгддэг гол туршилтыг багтаана. Энэхүү үнэлгээг эхлүүлэхийн тулд занарын зүсмэлийг #6 BSS шигшүүр дээр ялгаж, дараа нь #10 шигшүүр дээр байрлуулна. Дараа нь зүсмэлийг хадгалах саванд хийж, суурь шингэн болон NADES (Байгалийн гүн эвтектик уусгагч) агуулсан өрөмдлөгийн шавартай холино. Дараагийн алхам бол хольцыг зууханд хийж, халуунаар өнхрүүлэх процессыг эрчимтэй явуулж, зүсмэл болон шаврыг сайтар хольж байгаа эсэхийг шалгах явдал юм. 16 цагийн дараа занарын задралыг зөвшөөрснөөр зүсмэлийг целлюлозоос гаргаж авдаг бөгөөд ингэснээр зүсмэлийн жин буурдаг. Занарын зүсмэлийг 24 цагийн дотор 150°C температурт, 1000 psi. инчийн температурт өрөмдлөгийн шаварт байлгасны дараа занарын нөхөн сэргээх туршилтыг хийсэн.
Занарын шаврын нөхөн сэргэлтийг хэмжихийн тулд бид үүнийг илүү нарийн шүүлтүүрээр (40 тор) шүүж, дараа нь усаар сайтар угааж, эцэст нь зууханд хатаасан. Энэхүү нарийн төвөгтэй процедур нь бидэнд нөхөн сэргэсэн шаврыг анхны жинтэй харьцуулж, эцэст нь амжилттай сэргээгдсэн занарын шаврын хувийг тооцоолох боломжийг олгодог. Занарын дээжийн эх үүсвэр нь Малайзын Саравак хотын Мири дүүргийн Ниах дүүргээс гаралтай. Тархалт ба нөхөн сэргэлтийн туршилтын өмнө занарын дээжийг шаврын найрлагыг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлж, туршилтад тохирох эсэхийг баталгаажуулахын тулд рентген дифракцийн (XRD) шинжилгээнд оруулсан. Дээжийн шаврын эрдэс найрлага дараах байдалтай байна: иллит 18%, каолинит 31%, хлорит 22%, вермикулит 10%, гялтгануур 19%.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь усны катионуудыг хялгасан судасны үйлчлэлээр занарын микро нүх сүв рүү нэвтрэхийг хянадаг гол хүчин зүйл бөгөөд үүнийг энэ хэсэгт нарийвчлан судлах болно. Энэхүү өгүүлэлд өрөмдлөгийн шингэний нэгдмэл шинж чанарт гадаргуугийн хурцадмал байдлын үүргийг судалж, өрөмдлөгийн процесст, ялангуяа занарын дарангуйлалд үзүүлэх чухал нөлөөг онцолсон болно. Бид өрөмдлөгийн шингэний дээжийн гадаргуугийн хурцадмал байдлыг нарийн хэмжихийн тулд гадаргуугийн тензиометр (IFT700) ашигласан бөгөөд энэ нь занарын дарангуйллын хүрээнд шингэний зан үйлийн чухал талыг илчилсэн.
Энэ хэсэгт шаварлаг дахь алюмосиликатын давхарга ба нэг алюмосиликатын давхаргын хоорондох давхаргын хоорондох зай болох d-давхаргын зайг нарийвчлан авч үзэх болно. Шинжилгээнд харьцуулах зорилгоор 1%, 3% ба 5% CA NADES агуулсан нойтон шаврын дээж, мөн 3% KCl, 3% [EMIM]Cl болон 3% CC:мочевин дээр суурилсан DES-ийг хамруулсан. Cu-Kα цацраг (λ = 1.54059 Å)-тай 40 мА ба 45 кВ-т ажилладаг хамгийн сүүлийн үеийн ширээний рентген дифрактометр (D2 Phaser) нь нойтон болон хуурай Na-Bt дээжийн рентген дифракцийн оргилуудыг бүртгэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Брэгг тэгшитгэлийг хэрэглэх нь d-давхаргын зайг нарийн тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр шаврын зан төлөвийн талаар үнэ цэнэтэй мэдээлэл өгдөг.
Энэ хэсэгт зета потенциалыг нарийвчлалтай хэмжихийн тулд дэвшилтэт Malvern Zetasizer Nano ZSP багажийг ашигласан болно. Энэхүү үнэлгээ нь 1%, 3%, 5% CA NADES агуулсан шингэрүүлсэн шаврын дээжийн цэнэгийн шинж чанар, мөн 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, 3% CC:мочевин дээр суурилсан DES-ийн талаар харьцуулсан шинжилгээнд зориулж үнэ цэнэтэй мэдээллийг өгсөн. Эдгээр үр дүнгүүд нь коллоид нэгдлүүдийн тогтвортой байдал болон тэдгээрийн шингэн дэх харилцан үйлчлэлийн талаарх бидний ойлголтод хувь нэмэр оруулдаг.
Шаврын дээжийг байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-д өртөхөөс өмнө болон дараа нь энерги тархах рентген туяа (EDX)-ээр тоноглогдсон Zeiss Supra 55 VP хээрийн ялгаралтын сканнердах электрон микроскоп (FESEM) ашиглан судалсан. Дүрслэх нарийвчлал нь 500 нм, электрон цацрагийн энерги нь 30 кВ ба 50 кВ байв. FESEM нь шавар дээжийн гадаргуугийн морфологи болон бүтцийн онцлогийг өндөр нарийвчлалтайгаар дүрслэн харуулдаг. Энэхүү судалгааны зорилго нь өртөхөөс өмнө болон дараа авсан зургийг харьцуулж, шавар дээжинд NADES-ийн нөлөөллийн талаарх мэдээллийг олж авах явдал байв.
Энэхүү судалгаанд шавар дээжинд NADES-ийн нөлөөллийг микроскопийн түвшинд судлахын тулд хээрийн ялгаралтын сканнердах электрон микроскоп (FESEM) технологийг ашигласан. Энэхүү судалгааны зорилго нь NADES-ийн хэрэглээний боломжит хувилбарууд болон шаварлаг морфологи болон дундаж бөөмийн хэмжээнд үзүүлэх нөлөөллийг тодруулах бөгөөд энэ салбарын судалгаанд үнэ цэнэтэй мэдээлэл өгөх болно.
Энэхүү судалгаанд туршилтын нөхцөлд дундаж хувийн алдааны (AMPE) хувьсах чанар болон тодорхойгүй байдлыг дүрслэн харуулахын тулд алдааны мөрүүдийг ашигласан. AMPE утгуудыг тус тусад нь зурахын оронд (AMPE утгыг зурах нь чиг хандлагыг бүдгэрүүлж, жижиг хэлбэлзлийг хэтрүүлж болзошгүй тул) бид 5%-ийн дүрмийг ашиглан алдааны мөрүүдийг тооцоолдог. Энэхүү арга нь алдааны мөр бүр нь AMPE утгуудын 95%-ийн итгэх интервал болон 100%-ийн унах төлөвтэй интервалыг илэрхийлж, улмаар туршилтын нөхцөл бүрийн өгөгдлийн тархалтын илүү тодорхой, товч дүгнэлтийг өгдөг. Ингэснээр 5%-ийн дүрэмд суурилсан алдааны мөрүүдийг ашиглах нь график дүрслэлийн тайлбар болон найдвартай байдлыг сайжруулж, үр дүн болон тэдгээрийн үр дагаврыг илүү дэлгэрэнгүй ойлгоход тусалдаг.
Байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийг нийлэгжүүлэх явцад дотоод бэлтгэлийн явцад хэд хэдэн гол параметрийг сайтар судалсан. Эдгээр чухал хүчин зүйлүүдэд температур, молийн харьцаа, холих хурд орно. Бидний туршилтууд нь HBA (нимбэгийн хүчил) ба HBD (глицерол)-ийг 50°C-д 1:4 молийн харьцаатай холиход эвтектик хольц үүсдэг болохыг харуулж байна. Эвтектик хольцын ялгарах онцлог нь тунгалаг, нэгэн төрлийн төрх байдал, тунадасгүй байдал юм. Тиймээс энэхүү гол алхам нь молийн харьцаа, температур, холих хурдны ач холбогдлыг онцолж байгаа бөгөөд эдгээрийн дотор молийн харьцаа нь DES болон NADES бэлтгэхэд хамгийн нөлөө бүхий хүчин зүйл байсан бөгөөд Зураг 2-т үзүүлэв.
Хугарлын индекс (n) нь вакуум дахь гэрлийн хурдны хоёр дахь, илүү нягтралтай орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцааг илэрхийлдэг. Хугарлын индекс нь биосенсор гэх мэт оптик мэдрэмтгий хэрэглээг авч үзэхэд байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-д онцгой сонирхолтой байдаг. Судалгаанд хамрагдсан NADES-ийн 25 °C-д хугарлын индекс нь 1.452 байсан нь глицеринийхээс сонирхолтойгоор бага байна.
NADES-ийн хугарлын илтгэгч температурын хамт буурдаг бөгөөд энэ хандлагыг (1) томъёо болон Зураг 3-аар нарийвчлан тодорхойлж болох бөгөөд үнэмлэхүй дундаж хувийн алдаа (AMPE) 0% хүрдэг. Температураас хамааралтай энэхүү зан төлөвийг өндөр температурт зуурамтгай чанар ба нягтрал буурч, гэрэл нь орчинд илүү өндөр хурдтайгаар тархаж, улмаар хугарлын илтгэгч (n) утга буурдагтай холбон тайлбарладаг. Эдгээр үр дүнгүүд нь NADES-ийг оптик мэдрэгчид стратегийн хэрэглээний талаар үнэ цэнэтэй ойлголтуудыг өгч, биосенсорын хэрэглээний боломжийг онцолж байна.
Шингэн гадаргуугийн талбайгаа багасгах хандлагыг тусгасан гадаргуугийн хурцадмал байдал нь капилляр даралтад суурилсан хэрэглээнд байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийн тохиромжтой байдлыг үнэлэхэд маш чухал ач холбогдолтой юм. 25-60 °C температурын хязгаарт гадаргуугийн хурцадмал байдлыг судалсан нь үнэ цэнэтэй мэдээллийг өгдөг. 25 °C-д нимбэгийн хүчилд суурилсан NADES-ийн гадаргуугийн хурцадмал байдал 55.42 мН/м байсан нь ус ба глицеринийхээс хамаагүй бага байна. Зураг 4-т температур нэмэгдэхийн хэрээр гадаргуугийн хурцадмал байдал мэдэгдэхүйц буурч байгааг харуулж байна. Энэ үзэгдлийг молекулын кинетик энерги нэмэгдэж, улмаар молекул хоорондын таталцлын хүч буурснаар тайлбарлаж болно.
Судалгаанд хамрагдсан NADES-д ажиглагдсан гадаргуугийн хурцадмал байдлын шугаман буурах хандлагыг (2) тэгшитгэлээр сайн илэрхийлж болох бөгөөд энэ нь 25-60 °C температурын хүрээнд үндсэн математикийн хамаарлыг харуулж байна. Зураг 4-т үзүүлсэн график нь гадаргуугийн хурцадмал байдлын температурын чиг хандлагыг 1.4% -ийн үнэмлэхүй дундаж хувийн алдаа (AMPE)-тэй тодорхой харуулсан бөгөөд энэ нь мэдээлэгдсэн гадаргуугийн хурцадмал байдлын утгуудын нарийвчлалыг тоон үзүүлэлтээр илэрхийлдэг. Эдгээр үр дүнгүүд нь NADES-ийн зан төлөв болон түүний боломжит хэрэглээг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм.
Байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийн нягтын динамикийг ойлгох нь олон тооны шинжлэх ухааны судалгаанд тэдгээрийг хэрэглэхэд хялбар болгоход чухал ач холбогдолтой. 25°C-д нимбэгийн хүчилд суурилсан NADES-ийн нягтрал нь 1.361 г/см3 бөгөөд энэ нь эх глицеролын нягтралаас өндөр байна. Энэ ялгааг глицеринд устөрөгчийн холбооны акцептор (нимбэгийн хүчил) нэмснээр тайлбарлаж болно.
Цитрат дээр суурилсан NADES-ийг жишээ болгон авч үзвэл, түүний нягтрал 60°C-д 1.19 г/см3 болж буурдаг. Халаахад кинетик энерги нэмэгдэх нь NADES молекулуудыг тархахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг илүү их эзэлхүүнтэй болгож, улмаар нягтрал буурахад хүргэдэг. Ажиглагдсан нягтралын бууралт нь температурын өсөлттэй тодорхой шугаман хамаарлыг харуулж байгаа бөгөөд үүнийг (3) томъёогоор зөв илэрхийлж болно. Зураг 5-т NADES нягтралын өөрчлөлтийн эдгээр шинж чанаруудыг 1.12% -ийн абсолют дундаж хувийн алдаа (AMPE)-ээр графикаар харуулсан бөгөөд энэ нь мэдээлсэн нягтралын утгуудын нарийвчлалын тоон хэмжүүрийг өгдөг.
Зуурамтгай чанар нь хөдөлгөөнтэй шингэний янз бүрийн давхаргын хоорондох таталцлын хүч бөгөөд байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийг янз бүрийн хэрэглээнд хэрэглэх боломжийг ойлгоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг. 25 °C-д NADES-ийн зуурамтгай чанар нь 951 cP байсан бөгөөд энэ нь глицеринийхээс өндөр юм.
Температур нэмэгдэхийн хэрээр зуурамтгай чанар буурч байгааг голчлон молекул хоорондын таталцлын хүчний сулралаар тайлбарладаг. Энэ үзэгдэл нь шингэний зуурамтгай чанар буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ хандлагыг Зураг 6-д тодорхой харуулсан бөгөөд (4) тэгшитгэлээр тоон үзүүлэлтээр илэрхийлсэн болно. 60°C-д зуурамтгай чанар нь 898 cP хүртэл буурч, нийт дундаж хувийн алдаа (AMPE) нь 1.4% байдаг. NADES-ийн зуурамтгай чанар ба температурын хамаарлын талаарх дэлгэрэнгүй ойлголт нь практик хэрэглээнд маш чухал ач холбогдолтой юм.
Устөрөгчийн ионы концентрацийн сөрөг логарифмаар тодорхойлогддог уусмалын рН нь ялангуяа ДНХ-ийн синтез гэх мэт рН-д мэдрэмтгий хэрэглээнд маш чухал тул NADES-ийн рН-ийг хэрэглэхийн өмнө сайтар судлах шаардлагатай. Нимбэгийн хүчилд суурилсан NADES-ийг жишээ болгон авч үзвэл 1.91 гэсэн тод хүчиллэг рН ажиглагдаж байгаа бөгөөд энэ нь глицеролын харьцангуй төвийг сахисан рН-ээс эрс ялгаатай юм.
Сонирхолтой нь, байгалийн нимбэгийн хүчил дегидрогеназын уусдаг уусгагч (NADES)-ийн рН нь температур нэмэгдэхийн хэрээр шугаман бус буурах хандлагатай байв. Энэ үзэгдлийг уусмал дахь H+ тэнцвэрийг алдагдуулдаг молекулын чичиргээ нэмэгдэж, улмаар [H]+ ион үүсч, улмаар рН-ийн утга өөрчлөгддөгтэй холбон тайлбарлаж байна. Нимбэгийн хүчлийн байгалийн рН нь 3-5 хооронд хэлбэлздэг бол глицеролд хүчиллэг устөрөгч байгаа нь рН-ийг 1.91 хүртэл бууруулдаг.
25-60 °C температурын хязгаарт цитрат дээр суурилсан NADES-ийн рН-ийн зан төлөвийг (5) тэгшитгэлээр зохих ёсоор илэрхийлж болох бөгөөд энэ нь ажиглагдсан рН-ийн чиг хандлагын математик илэрхийлэлийг өгдөг. Зураг 7-д энэхүү сонирхолтой хамаарлыг графикаар дүрсэлсэн бөгөөд AMPE-ийн хувьд 1.4% гэж мэдээлэгдсэн NADES-ийн рН-д температурын нөлөөг онцолсон болно.
Байгалийн нимбэгийн хүчлийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийн термогравиметрийн шинжилгээ (TGA)-г өрөөний температураас 500 °C хүртэлх температурын хүрээнд системтэйгээр хийсэн. Зураг 8a ба b-ээс харахад 100 °C хүртэлх анхны массын алдагдал нь голчлон шингэсэн ус болон нимбэгийн хүчил, цэвэр глицеролтой холбоотой гидратжуулсан уснаас үүдэлтэй байв. 180 °C хүртэл 88% орчим массын мэдэгдэхүйц хадгалалт ажиглагдсан бөгөөд энэ нь голчлон нимбэгийн хүчил аконитын хүчил болж задрах, цааш халаахад метилмалеины ангидрид (III) үүсэхтэй холбоотой байв (Зураг 8b). 180 °C-аас дээш температурт глицеролд акролейн (акрилальдегид) тод харагдаж байгааг Зураг 8b37-д үзүүлэв.
Глицеролын термогравиметрийн шинжилгээ (TGA) нь хоёр үе шаттай массын алдагдлын процессыг илрүүлсэн. Эхний үе шат (180-220 °C) нь акролейн үүсэхийг хамардаг бөгөөд дараа нь 230-300 °C өндөр температурт мэдэгдэхүйц массын алдагдал явагддаг (Зураг 8a). Температур нэмэгдэхийн хэрээр ацетальдегид, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, метан, устөрөгч дараалан үүсдэг. 300 °C-д массын зөвхөн 28% нь хадгалагдсан нь NADES 8(a)38,39-ийн дотоод шинж чанар нь гажигтай байж болохыг харуулж байна.
Шинэ химийн холбоо үүсэх талаар мэдээлэл авахын тулд байгалийн гүн эвтектик уусгагч (NADES)-ийн шинээр бэлтгэсэн суспензийг Фурье хувиргасан хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR) ашиглан шинжилсэн. Энэхүү шинжилгээг NADES суспензийн спектрийг цэвэр нимбэгийн хүчил (CA) болон глицерол (Gly)-ийн спектртэй харьцуулж хийсэн. CA спектр нь 1752 1/см2 ба 1673 1/см2 дээр тодорхой оргилуудыг харуулсан бөгөөд энэ нь C=O холбооны суналтын чичиргээг илэрхийлж, мөн CA-ийн онцлог шинж юм. Үүнээс гадна, Зураг 9-т үзүүлсэн шиг хурууны хээний хэсэгт 1360 1/см2 дээр OH нугалах чичиргээ мэдэгдэхүйц өөрчлөгдсөнийг ажигласан.
Үүнтэй адилаар, глицеролын хувьд OH суналт ба нугаралтын чичиргээний шилжилтийг тус тус 3291 1/см ба 1414 1/см долгионы тоонуудад илрүүлсэн. Одоо бэлтгэсэн NADES-ийн спектрийг шинжилснээр спектрт мэдэгдэхүйц шилжилт байгааг олж мэдсэн. Зураг 7-д үзүүлсэнчлэн C=O холбооны суналтын чичиргээ 1752 1/см-ээс 1720 1/см болж, глицеролын -OH холбооны нугаралтын чичиргээ 1414 1/см-ээс 1359 1/см болж өөрчлөгдсөн. Долгионы тоонуудын эдгээр шилжилт нь цахилгаан сөрөг чанарын өөрчлөлтийг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь NADES-ийн бүтцэд шинэ химийн холбоо үүсч байгааг харуулж байна.