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绿色方法加快了工艺优化和可转换溶剂的回收

北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经展示了一种新的绿色技术,可加快筛选和检索绿色化学应用中使用的“可转换”溶剂。新方法使筛选过程加快了数百倍,并大大加快了从溶液中回收溶剂的速度。

“我们已经有效地创建了一个使绿色化学变得更绿色的平台,”北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程的助理教授,该工作的论文的相应作者米拉德·阿博哈萨尼(Milad Abolhasani)说。“这项工作加速了行业为特定化学过程识别最佳可转换溶剂的能力,然后提供了行业先进的工具来比以前的方法更快地检索该溶剂。”

有争议的是可切换溶剂,当暴露于二氧化碳(CO2)时会改变其理化性质。这项研究的重点是在存在CO2和水的情况下变为亲水性,而在除去CO2时变为疏水性的溶剂。这使它们对于化学和制药工业过程具有吸引力,因为通过添加CO2和水可以很容易地从产品中除去溶剂。然后可以通过除去CO2从水中回收溶剂。

Abolhasani说:“但是,从工业角度来看,仍然存在很大的挑战。”“特别是,筛选候选物以识别用于特定应用的最有效的可转换溶剂的过程可能会非常耗时且费力。而且,一旦您找到了合适的可转换溶剂,大规模地去除它也可能需要很长时间。时间。”

为了解决筛查问题,Abolhasani的团队利用了微型流动化学平台,该平台可以将5微升样品通过一个被CO2包围的透气管运行。这样可确保样品中的溶剂与CO2保持恒定接触(即,强化的质量传递),从而加快了反应和溶剂的回收过程。

使用这种技术,研究人员可以在短短三分钟内通过图像处理来确定溶剂的效率。该平台还允许他们同时运行多个样本。考虑到准备每个样品所需的时间,该系统允许用户每天运行大约280个筛选实验。

相比之下,传统的批量测试技术需要使用更大的样本量。例如,使用传统的分批技术测试5毫升样品的效率需要6到8个小时-或每天大约需要进行一次测试。

Abolhasani的团队还在实验测试中证明,流动化学技术不仅速度更快,而且在确定溶剂效率方面与传统的分批测试一样准确。

此外,研究人员最近表明,他们可以将用于快速可切换溶剂筛选的相同流动化学平台重新配置为连续流动模式,以大规模回收溶剂。Abolhasani说:“我们的方法还具有更高的成本效益,因为它完全由计算机控制,因此劳动强度较低。??”

“我们对这种工艺强化技术的潜力感到兴奋,并正在寻找合作伙伴来帮助我们将该技术从实验室转移到工业研发和制造应用中。”

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