《Journal of Molecular Graphics and Modelling》：Highly efficient extraction of cationic dye (methylene blue) from aqueous solution using thymol-lauric acid-based deep eutectic solvents
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甲基蓝染料废水采用百里香酚-月桂酸深熔盐溶剂（DES）进行液液萃取，最佳条件（DES体积10μL，MB浓度100ppm，搅拌时间5分钟）下萃取效率达99-100%，验证了DES作为绿色环保溶剂的可行性。
Hesti Riyana| Harlia|Winda Rahmalia
印度尼西亚西加里曼丹省庞蒂亚纳克市Tanjungpura大学数学与自然科学学院化学系，Prof. Dr. Hadari Nawawi路78124
摘要
亚甲蓝（MB）是一种常见的阳离子染料，广泛存在于纺织工业废水中，是导致水污染的主要因素之一。本研究提出了一种利用深共晶溶剂（DES）来减轻MB污染的绿色方法，该溶剂属于V型，由百里酚和月桂酸混合制成。在深共晶溶剂体系中，百里酚充当氢键受体（HBA），而月桂酸则作为氢键供体（HBD）。通过液-液萃取法从水溶液中提取MB，并研究了搅拌时间和DES体积变化对萃取效率的影响。实验表明，这种深共晶溶剂具有疏水性，密度为0.969 g/mL，粘度为3.419 mPa·s，pH值为3.2，离子电导率为11.967 mS/cm。在最佳条件下（DES体积：10 μL；MB浓度：100 ppm；搅拌时间：5分钟），萃取效率可达99–100%。这些结果表明，基于百里酚和月桂酸的深共晶溶剂是一种有效的绿色溶剂，可用于从水中去除亚甲蓝等纺织染料。
引言
近年来，纺织工业经历了显著增长，随之带来了日益严重的环境问题。其中一个主要问题是合成染料（如亚甲蓝MB）的广泛使用，这些染料对水污染造成了严重威胁。亚甲蓝是一种阳离子染料，具有毒性，并可能对人体健康造成危害，包括过敏、刺激甚至致癌作用[1,2]。此外，由于亚甲蓝对微生物降解的抵抗力强且耐光性强，因此处理含亚甲蓝的水体十分困难。因此，开发有效的废水处理技术对于减少水中的染料含量和减轻环境污染至关重要[3,4]。
染料废水处理技术主要分为三类：物理方法、化学方法和生物方法[5]。物理和化学方法通常包括吸附、混凝、絮凝、光催化和膜过滤[6]。然而，这些方法存在一些局限性，如吸附剂成本高、稳定性和效果不佳，以及表面积有限（通常需要额外活化以提高性能）。光催化方法通常需要特定的pH值、紫外线照射和较长的反应时间，这限制了其应用范围[7]。虽然基于膜的分离技术具有高精度，但容易发生膜污染，需要频繁维护和更换[8]。
近年来，人们致力于开发更高效、环保的染料废水处理方法。其中，液-液萃取是一种基于溶质在不相溶溶剂中溶解度差异的分离技术[9]。然而，传统的液-液萃取方法常使用甲醇、乙醇和乙酸乙酯等有机溶剂[10]。这些溶剂具有高挥发性、易燃性、环境降解性差以及对人体长期毒性（影响呼吸系统、血液系统和甲状腺功能）等缺点[11,12]。因此，开发环保且更安全的染料萃取替代品变得日益重要。
深共晶溶剂（DES）相比传统有机溶剂具有多种优势。特别是由天然成分制成的深共晶溶剂，被视为更环保的选择，通常比离子液体更友好。深共晶溶剂可生物降解，毒性低，生产成本相对较低，对设备的腐蚀性小。它们能够生产高纯度产品，并且通过不同的氢键供体（HBD）和氢键受体（HBA）组合实现灵活配方[13, [14], [15]]。已有大量研究表明，深共晶溶剂在萃取过程中表现出高效性和广泛的应用性[16, [17], [18]]。此外，使用薄荷醇和百里酚等天然有机化合物作为深共晶溶剂的成分，为开发高效、环保的分离系统提供了有力支持[19,20]。
在深共晶溶剂的配方中，百里酚因其疏水性、芳香结构和天然来源而具有独特优势。百里酚能与亚甲蓝等芳香染料分子形成强非共价作用（如氢键和π–π堆叠），从而显著提高萃取效率。百里酚是一种天然存在的有机化合物，常用于制药和食品调味领域，可从植物中提取，具有显著的抗氧化和抗菌特性[21]。作为氢键受体（HBA），百里酚可通过其羟基（-OH）参与深共晶溶剂的形成。Blanco等人的研究[22]表明，由百里酚和羧酸组成的深共晶溶剂对阴离子染料刚果红（CR）的萃取效率可达98%，证明了其在染料萃取中的有效性。
在另一项研究中，Fan等人[23]发现基于薄荷醇和月桂酸的深共晶溶剂在去除三苯甲烷（TPM）类染料（如甲基紫（MV）、结晶紫（CV）和乙基紫（EV）方面表现出高效，去除效率介于99.6%至99.9%之间。月桂酸是一种高度疏水且几乎不溶于水的分子，可作为氢键供体（HBD），有助于形成疏水性深共晶溶剂。基于此，本研究使用百里酚和月桂酸组成的深共晶溶剂从水溶液中提取阳离子染料亚甲蓝（MB）。这种深共晶溶剂具有疏水性和不溶性，能够有效从水相中吸附MB分子。
本文对影响萃取效率的关键参数（如体积比和接触时间）进行了系统研究，为未来研究提供了重要见解，并优化了实际应用。通过使用可再生和可生物降解的深共晶溶剂，本研究提供了一种替代传统有机溶剂的可持续方案，后者通常具有毒性和挥发性。这些发现有助于推动绿色化学的发展，为工业过程中的可扩展、环保解决方案开辟了新途径，尤其是在纺织废水处理领域。
材料
本研究使用的材料包括蒸馏水、百里酚（2-异丙基-5-甲基酚，纯度≥98.5%，Sigma-Aldrich）、月桂酸（十二烷酸，纯度≥98%，Sigma-Aldrich）和亚甲蓝（3,7-二（二甲氨基）苯并噻硫鎓氯化物，纯度≥97%，Sigma-Aldrich）。所有化学品均为分析级，直接从商业供应商处购买，无需进一步纯化。
本研究使用的设备包括电导率仪（PCT-407便携式pH电导率TDS仪）
物理和化学性质
深共晶溶剂（DES）的制备是通过将百里酚（作为氢键受体HBA）与月桂酸（作为氢键供体HBD）混合完成的。为确保深共晶溶剂的最佳形成，百里酚和月桂酸应立即反应，以减少与大气湿气的接触。水分会在溶液中形成微域和小簇，干扰百里酚和月桂酸之间的相互作用。
结论
成功合成了基于百里酚和月桂酸的深共晶溶剂，并对其进行了表征，证实了其有效提取MB的能力。萃取后深共晶溶剂的FTIR光谱变化证明了这一点。即使在高稀释度下，该溶剂也与水高度不相溶，体现了其疏水性，适用于涉及水基液的液-液萃取。总体而言，这些结果表明，基于百里酚和月桂酸的深共晶溶剂是一种有前景的绿色溶剂。
CRediT作者贡献声明
Hesti Riyana：撰写初稿、方法论设计、实验实施、数据分析。
Harlia：数据验证、监督、数据管理。
Winda Rahmalia：撰写修订稿、数据验证、项目管理、方法论设计、数据管理、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
