本文档属于类型b,即一篇科学论文,但不是单一原创研究的报告,而是一篇综述文章。以下是对该文档的详细介绍:
本文由Jun Cao和Erzheng Su撰写,分别来自南京林业大学的南方可持续林业协同创新中心、食品科学与技术系以及森林产品高效加工与利用协同创新中心。文章发表于2021年6月18日的《Journal of Cleaner Production》期刊,卷号为314,文章编号为127965。
本文的主题是“疏水性深共熔溶剂(Hydrophobic Deep Eutectic Solvents, HDESs)”,探讨了其在绿色化学中的多样化应用。文章综述了自2015年以来HDESs在性质和应用方面的最新进展,并提出了未来的研究方向和未解决的挑战。
文章首先介绍了绿色化学的背景,强调了在可持续发展目标下,开发绿色溶剂的重要性。传统的有机溶剂和离子液体(Ionic Liquids, ILs)虽然在某些应用中表现出色,但其高成本、毒性和复杂的制备过程限制了其广泛应用。深共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)因其制备简单、成本低、潜在的生物降解性和低毒性,被认为是传统有机溶剂和离子液体的理想替代品。然而,大多数合成的DESs与水性介质和亲水性有机溶剂混溶,限制了其在含水或亲脂性样品中的应用。疏水性深共熔溶剂(HDESs)的发现克服了传统亲水性DESs的局限性,扩展了其应用范围。
文章详细介绍了HDESs的制备方法及其物理化学性质。HDESs通常由疏水性长链季铵盐(Quaternary Ammonium Salts, QASs)和低水溶性羧酸(Carboxylic Acids)通过熔融法制备。HDESs的疏水性和良好的溶解能力使其能够从水性样品中提取化合物。文章还列举了HDESs的典型性质,包括低蒸汽压、高热稳定性、宽液体范围、不可燃性等,这些性质符合绿色化学的要求。
文章重点介绍了HDESs在食品安全检测中的应用,特别是在农药残留检测中的应用。HDESs作为提取溶剂,能够有效提取水样中的农药残留,并且由于其疏水性,可以自发与水相分离。文章列举了多种HDESs在提取不同种类农药(如有机氮、有机磷、有机氯农药)中的应用,并比较了其提取效率和检测限。此外,文章还介绍了HDESs在食品添加剂检测中的应用,如食品着色剂、亚硝酸盐等的检测。
HDESs在环境保护中的应用也是本文的重点之一。文章介绍了HDESs在水样中污染物提取和去除中的应用,如重金属离子、有机污染物等的提取。HDESs的疏水性和低毒性使其在环境样品处理中表现出色,能够有效减少环境污染。
文章还探讨了HDESs在生物催化和能源利用中的应用。HDESs作为反应介质,能够提高生物催化反应的效率和选择性。此外,HDESs在能源存储和转换中的应用也显示出巨大潜力,如作为电解质材料用于电池和超级电容器。
HDESs在制药和材料改性中的应用也是本文的重要内容。文章介绍了HDESs在药物提取、分离和纯化中的应用,以及其在材料改性中的应用,如聚合物改性、纳米材料制备等。HDESs的多样性和可调性使其在这些领域中表现出色。
文章最后提出了HDESs的未来研究方向和未解决的挑战。尽管HDESs在多个领域中显示出巨大潜力,但其制备方法、性质调控和应用优化仍需进一步研究。此外,HDESs的毒性和环境影响也需要深入评估,以确保其作为绿色溶剂的安全性。
本文综述了HDESs在绿色化学中的多样化应用,详细介绍了其制备方法、性质及其在食品安全、环境保护、生物催化、能源利用、制药和材料改性等领域的应用。文章不仅总结了HDESs的最新研究进展,还提出了未来的研究方向和未解决的挑战,为HDESs的进一步研究和应用提供了重要参考。本文的发表有助于激发研究人员对HDESs的研究热情,推动HDESs在工业中的应用和发展。
本文的亮点在于全面综述了HDESs的制备方法、性质及其在多个领域中的应用,特别是在食品安全和环境保护中的应用。文章不仅总结了已有研究成果,还提出了未来的研究方向和未解决的挑战,为HDESs的进一步研究和应用提供了重要参考。此外,文章还强调了HDESs作为绿色溶剂的重要性和潜力,为推动绿色化学的发展提供了新的思路。