Mahalo no kou kipa ʻana iā nature.com. Loaʻa i ka mana polokalamu kele pūnaewele āu e hoʻohana nei ke kākoʻo CSS palena. No ka ʻike maikaʻi loa, paipai mākou e hoʻohana i ka mana polokalamu kele pūnaewele hou loa (a i ʻole e hoʻopau i ke ʻano hoʻohālikelike ma Internet Explorer). Eia kekahi, no ka hōʻoia ʻana i ke kākoʻo mau ʻana, ʻaʻole e hoʻokomo kēia pūnaewele i nā kaila a i ʻole JavaScript.
Hoʻokumu ka hoʻonui ʻana o ka shale i loko o nā waihona clastic i nā pilikia koʻikoʻi, e alakaʻi ana i ka paʻa ʻole o ka luawai. No nā kumu kaiapuni, ʻoi aku ka makemake ʻia o ka hoʻohana ʻana i ka wai wili wai me nā mea hoʻopaʻa shale i hoʻohui ʻia ma mua o ka wai wili aila. Ua huki nui ʻia ka manaʻo o nā wai Ionic (IL) ma ke ʻano he mau mea hoʻopaʻa shale ma muli o ko lākou mau waiwai hiki ke hoʻololi ʻia a me nā ʻano electrostatic ikaika. Eia nō naʻe, ua hōʻoia ʻia nā wai ionic imidazolyl (IL), i hoʻohana nui ʻia i nā wai wili, he mea ʻawahia, ʻaʻole biodegradable a pipiʻi hoʻi. Manaʻo ʻia nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu (DES) he koho ʻē aʻe i ʻoi aku ke kumukūʻai a emi iki ka ʻawahia i nā wai ionic, akā ʻaʻole naʻe lākou e hiki i ke kūpaʻa kaiapuni e pono ai. Ua alakaʻi nā holomua hou i kēia kahua i ka hoʻolauna ʻana o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES), i ʻike ʻia no ko lākou ʻoluʻolu maoli i ke kaiapuni. Ua noiʻi kēia haʻawina i nā NADES, nona ka waikawa citric (ma ke ʻano he mea hoʻokipa bond hydrogen) a me ka glycerol (ma ke ʻano he mea hāʻawi bond hydrogen) ma ke ʻano he mea hoʻohui wai wili. Ua hoʻomohala ʻia nā wai ʻeli i hoʻokumu ʻia e NADES e like me ka API 13B-1 a ua hoʻohālikelike ʻia kā lākou hana me nā wai ʻeli i hoʻokumu ʻia e ka potassium chloride, nā wai ionic i hoʻokumu ʻia e ka imidazolium, a me nā wai ʻeli i hoʻokumu ʻia e ka choline chloride:urea-DES. Ua wehewehe kikoʻī ʻia nā waiwai physicochemical o nā NADES ponoʻī. Ua loiloi ʻia nā waiwai rheological, ka nalowale o ka wai, a me nā waiwai kāohi shale o ka wai ʻeli i ka wā o ke aʻo ʻana, a ua hōʻike ʻia ma kahi ʻano o 3% NADES, ua hoʻonui ʻia ka lakio yield stress/plastic viscosity (YP/PV), ua hoʻemi ʻia ka mānoanoa o ka mud cake e 26%, a ua hoʻemi ʻia ka nui o ka filtrate e 30.1%. ʻIke ʻia, ua hoʻokō ʻo NADES i kahi helu kāohi hoʻonui kupaianaha o 49.14% a ua hoʻonui i ka hana shale e 86.36%. Ua pili kēia mau hopena i ka hiki o NADES ke hoʻololi i ka hana ʻili, ka hiki ke zeta, a me ka mamao interlayer o nā pālolo, i kūkākūkā ʻia ma kēia pepa e hoʻomaopopo i nā ʻano hana kumu. Manaʻo ʻia kēia wai wili hoʻomau e hoʻololi i ka ʻoihana wili ma ka hāʻawi ʻana i kahi koho ʻē aʻe ʻaʻohe ʻawahia, kūpono i ke kumukūʻai, a maikaʻi loa hoʻi i nā mea pale shale corrosion kuʻuna, e hoʻomākaukau ana i ke ala no nā hana wili aloha i ke kaiapuni.
He pōhaku maʻalahi ka shale e lawelawe ana ma ke ʻano he kumu a me kahi waihona o nā hydrocarbons, a ʻo kona ʻano porous1 e hāʻawi i ka hiki ke hana a me ka mālama ʻana i kēia mau kumuwaiwai waiwai. Eia nō naʻe, waiwai ka shale i nā minelala lepo e like me montmorillonite, smectite, kaolinite a me ka illite, ka mea e maʻalahi ai ke pehu i ka wā e hōʻike ʻia ai i ka wai, e alakaʻi ana i ka paʻa ʻole o ka luawai i ka wā o ka hana ʻeli2,3. Hiki i kēia mau pilikia ke alakaʻi i ka manawa hana ʻole (NPT) a me ka nui o nā pilikia hana e like me nā paipu paʻa, ka nalowale o ke kahe ʻana o ka lepo, ka hiolo ʻana o ka luawai a me ka haumia ʻana o ka bit, e hoʻonui ana i ka manawa hoʻōla a me ke kumukūʻai. ʻO ka mea maʻamau, ʻo nā wai ʻeli ʻaila (OBDF) ke koho makemake ʻia no nā hoʻokumu shale ma muli o ko lākou hiki ke pale aku i ka hoʻonui ʻana o ka shale4. Eia nō naʻe, ʻo ka hoʻohana ʻana i nā wai ʻeli ʻaila e pili ana i nā kumukūʻai kiʻekiʻe a me nā pilikia kaiapuni. Ua manaʻo ʻia nā wai ʻeli synthetic (SBDF) ma ke ʻano he koho ʻē aʻe, akā ʻaʻole kūpono ko lākou kūpono i nā mahana kiʻekiʻe. He hopena hoihoi nā wai ʻeli wai (WBDF) no ka mea ʻoi aku ka palekana, ʻoi aku ka launa pū me ke kaiapuni, a ʻoi aku ka maikaʻi o ke kumukūʻai ma mua o OBDF5. Ua hoʻohana ʻia nā mea hoʻopaʻa shale like ʻole e hoʻonui i ka hiki ke hoʻopaʻa shale o WBDF, me nā mea hoʻopaʻa kuʻuna e like me ka potassium chloride, lime, silicate, a me ka polymer. Eia nō naʻe, he mau palena ko kēia mau mea hoʻopaʻa i ka pono a me ka hopena o ke kaiapuni, ʻoiai ma muli o ke kiʻekiʻe o ka nui o K+ i loko o nā mea hoʻopaʻa potassium chloride a me ka pH sensitivity o silicates. 6 Ua noiʻi nā kānaka noiʻi i ka hiki ke hoʻohana i nā wai ionic ma ke ʻano he mau mea hoʻohui wai wili e hoʻomaikaʻi i ka rheology wai wili a pale i ka pehu ʻana o ka shale a me ka hoʻokumu ʻana o ka hydrate. Eia nō naʻe, ʻo kēia mau wai ionic, ʻoiai nā mea i loaʻa nā imidazolyl cations, he mea ʻawahia, pipiʻi, ʻaʻole biodegradable, a koi i nā kaʻina hana hoʻomākaukau paʻakikī. No ka hoʻoponopono ʻana i kēia mau pilikia, ua hoʻomaka ka poʻe e ʻimi i kahi koho ʻē aʻe ʻoi aku ka waiwai a me ke kaiapuni, kahi i alakaʻi ai i ka puka ʻana mai o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu (DES). ʻO DES kahi hui eutectic i hoʻokumu ʻia e kahi mea hāʻawi bond hydrogen (HBD) a me kahi mea hoʻokipa bond hydrogen (HBA) ma kahi ratio molar kikoʻī a me ka mahana. ʻOi aku ka haʻahaʻa o nā kiko heheʻe o kēia mau hui eutectic ma mua o kā lākou mau ʻāpana pākahi, ma muli o ka delocalization charge i hoʻokumu ʻia e nā bond hydrogen. He nui nā kumu, e like me ka ikehu lattice, ka loli entropy, a me nā pilina ma waena o nā anions a me HBD, e pāʻani i kahi kuleana koʻikoʻi i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ke kiko heheʻe o DES.
Ma nā haʻawina i hala, ua hoʻohui ʻia nā mea hoʻohui like ʻole i ka wai ʻeli wai e hoʻoponopono i ka pilikia hoʻonui shale. No ka laʻana, ua hoʻohui ʻo Ofei et al. i ka 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIM-Cl), kahi i hoʻemi nui ai i ka mānoanoa o ka mud cake (a hiki i ka 50%) a hoʻemi i ka waiwai YP/PV e 11 ma nā mahana like ʻole. Ua hoʻohana ʻo Huang et al. i nā wai ionic (ʻo ia hoʻi, 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide a me 1,2-bis(3-hexylimidazol-1-yl)ethane bromide) i hui pū ʻia me nā ʻāpana Na-Bt a ua hoʻemi nui i ka pehu shale e 86.43% a me 94.17%, kēlā me kēia12. Eia kekahi, ua hoʻohana ʻo Yang et al. i ka 1-vinyl-3-dodecylimidazolium bromide a me 1-vinyl-3-tetradecylimidazolium bromide e hōʻemi i ka pehu shale e 16.91% a me 5.81%, kēlā me kēia. 13 Ua hoʻohana pū ʻo Yang et al. i ka 1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide a ua hoʻemi i ka hoʻonui ʻana o ka shale ma 31.62% ʻoiai e mālama ana i ka hoʻōla shale ma 40.60%. 14 Eia kekahi, ua hoʻohana ʻo Luo et al. i ka 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate e hōʻemi i ka pehu shale ma 80%. 15, 16 Ua hoʻohana ʻo Dai et al. i nā copolymers wai ionic e kāohi i ka shale a ua hoʻokō i ka hoʻonui ʻana o 18% i ka hoʻōla linear i hoʻohālikelike ʻia me nā mea hoʻopaʻa amine. 17
Loaʻa i nā wai Ionic kekahi mau hemahema, kahi i hoʻoikaika ai i nā ʻepekema e ʻimi i nā koho ʻē aʻe e pili ana i ke kaiapuni i nā wai ionic, a pēlā i hānau ʻia ai ʻo DES. ʻO Hanjia ka mea mua i hoʻohana i nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu (DES) i haku ʻia me ka vinyl chloride propionic acid (1:1), vinyl chloride 3-phenylpropionic acid (1:2), a me 3-mercaptopropionic acid + itaconic acid + vinyl chloride (1:1:2), ka mea i kāohi i ka pehu ʻana o ka bentonite ma 68%, 58%, a me 58%, kēlā me kēia18. Ma kahi hoʻokolohua manuahi, ua hoʻohana ʻo MH Rasul i kahi ratio 2:1 o ka glycerol a me ka potassium carbonate (DES) a ua hoʻemi nui i ka pehu ʻana o nā laʻana shale ma 87%19,20. Ua hoʻohana ʻo Ma i ka urea:vinyl chloride e hoʻemi nui i ka hoʻonui ʻana o ka shale ma 67%.21 Rasul et al. Ua hoʻohana ʻia ka hui pū ʻana o DES a me ka polymer ma ke ʻano he mea hoʻopaʻa shale hana pālua, kahi i hoʻokō ai i ka hopena pale shale maikaʻi loa22.
ʻOiai ʻo nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu (DES) i manaʻo ʻia he koho ʻōmaʻomaʻo i nā wai ionic, aia pū kekahi i loko o lākou nā mea ʻawaʻawa e like me nā paʻakai ammonium, kahi e kānalua ai ko lākou ʻano eco-friendly. Ua alakaʻi kēia pilikia i ka hoʻomohala ʻana o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES). Ua hoʻokaʻawale ʻia lākou he DES, akā ua haku ʻia me nā mea kūlohelohe a me nā paʻakai, me ka potassium chloride (KCl), calcium chloride (CaCl2), nā paʻakai Epsom (MgSO4.7H2O), a me nā mea ʻē aʻe. ʻO nā hui like ʻole o DES a me NADES e wehe i kahi ākea no ka noiʻi ma kēia wahi a manaʻo ʻia e loaʻa nā noi ma nā ʻano like ʻole. Ua hoʻomohala kūleʻa kekahi mau mea noiʻi i nā hui DES hou i hōʻoia i ka pono ma nā ʻano noi like ʻole. No ka laʻana, ua synthesized ʻo Naser et al. 2013 i ka potassium carbonate-based DES a ua aʻo i kona mau waiwai thermophysical, kahi i loaʻa ai nā noi ma nā wahi o ka hydrate inhibition, drilling fluid additives, delignification, a me nanofibrillation. 23 Ua hoʻomohala ʻo Jordy Kim a me nā hoa hana i ka ascorbic acid-based NADES a loiloi i kona mau waiwai antioxidant ma nā noi like ʻole. 24 Ua hoʻomohala ʻo Christer et al. i ka NADES i hoʻokumu ʻia i ka waikawa citric a ua ʻike i kona hiki ke lilo i mea hoʻohui no nā huahana collagen. 25 Ua hōʻuluʻulu ʻo Liu Yi a me nā hoa hana i nā noi o NADES ma ke ʻano he mea hoʻokaʻawale a me ka chromatography media i loko o kahi loiloi piha, ʻoiai ʻo Misan et al. i kūkākūkā i nā noi holomua o NADES ma ka ʻāpana agri-food. He mea nui ia e hoʻomaka nā mea noiʻi wai wili e hoʻolohe i ka pono o NADES i kā lākou noi. hou. I ka makahiki 2023, ua hoʻohana ʻo Rasul et al. i nā hui like ʻole o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe e pili ana i ka ascorbic acid26, calcium chloride27, potassium chloride28 a me ka paʻakai Epsom29 a ua hoʻokō i ka pale ʻana o ka shale a me ka hoʻōla ʻana o ka shale. ʻO kēia haʻawina kekahi o nā haʻawina mua e hoʻolauna iā NADES (ʻoi aku ka citric acid a me ka glycerol-based formulation) ma ke ʻano he mea hoʻopale shale aloha i ke kaiapuni a maikaʻi hoʻi i nā wai wili wai, nona ka paʻa maikaʻi loa o ke kaiapuni, hoʻomaikaʻi i ka hiki ke pale shale a hoʻomaikaʻi i ka hana wai i hoʻohālikelike ʻia me nā mea hoʻopale kuʻuna e like me KCl, nā wai ionic i hoʻokumu ʻia i ka imidazolyl a me nā DES kuʻuna.
E pili ana ke aʻo ʻana i ka hoʻomākaukau ʻana o loko o ka NADES e pili ana i ka waikawa citric (CA) a ukali ʻia e ke ʻano kikoʻī physicochemical a me kona hoʻohana ʻana ma ke ʻano he mea hoʻohui wai wili e loiloi i nā waiwai wai wili a me kona hiki ke pale i ka pehu. Ma kēia haʻawina, e hana ʻo CA ma ke ʻano he mea hoʻokipa pilina hydrogen ʻoiai ʻo glycerol (Gly) e hana ma ke ʻano he mea hāʻawi pilina hydrogen i koho ʻia ma muli o nā pae hoʻohālikelike MH no ka hoʻokumu ʻana/koho ʻana o NADES i nā haʻawina pale shale30. ʻO ka spectroscopy infrared transform Fourier (FTIR), X-ray diffraction (XRD) a me nā ana zeta potential (ZP) e wehewehe i nā pilina NADES-lepo a me ke ʻano hana ma lalo o ka pale ʻana i ka pehu ʻana o ka lepo. Eia kekahi, e hoʻohālikelike kēia haʻawina i ka wai wili e pili ana iā CA NADES me DES32 e pili ana i ka 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl a me choline chloride:urea (1:2) e noiʻi i ko lākou pono i ka pale ʻana o ka shale a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana wai wili.
Ua kūʻai ʻia ka waikawa citric (monohydrate), glycerol (99 USP), a me ka urea mai EvaChem, Kuala Lumpur, Malaysia. Ua kūʻai ʻia ʻo Choline chloride (>98%), [EMIM]Cl 98%, a me ka potassium chloride mai Sigma Aldrich, Malaysia. Hōʻike ʻia nā ʻano kemika o nā kemika āpau ma ke Kiʻi 1. Hoʻohālikelike ka kiʻikuhi ʻōmaʻomaʻo i nā kemika nui i hoʻohana ʻia ma kēia noiʻi: imidazolyl ionic liquid, choline chloride (DES), citric acid, glycerol, potassium chloride, a me NADES (citric acid a me glycerol). Hōʻike ʻia ka papa ʻaina eco-friendliness o nā kemika i hoʻohana ʻia ma kēia noiʻi ma ka Papa 1. Ma ka papa ʻaina, ua helu ʻia kēlā me kēia kemika ma muli o ka ʻawahia, ka biodegradability, ke kumukūʻai, a me ke kūpaʻa o ke kaiapuni.
Nā ʻano kemika o nā mea i hoʻohana ʻia ma kēia haʻawina: (a) waikawa citric, (b) [EMIM]Cl, (c) choline chloride, a me (d) glycerol.
Ua koho pono ʻia nā moho mea hāʻawi bond hydrogen (HBD) a me nā moho mea hoʻokipa bond hydrogen (HBA) no ka hoʻomohala ʻana o CA (natural deep eutectic solvent) e pili ana i nā NADES e like me nā pae koho MH 30, i manaʻo ʻia no ka hoʻomohala ʻana o NADES ma ke ʻano he mau mea hoʻopaʻa shale maikaʻi. Wahi a kēia pae, ua manaʻo ʻia nā ʻāpana me ka nui o nā mea hāʻawi bond hydrogen a me nā mea hoʻokipa a me nā hui hana polar he kūpono no ka hoʻomohala ʻana o NADES.
Eia kekahi, ua koho ʻia ka wai ionic [EMIM]Cl a me ka choline chloride:urea deep eutectic solvent (DES) no ka hoʻohālikelike ʻana ma kēia haʻawina no ka mea ua hoʻohana nui ʻia lākou e like me nā mea hoʻohui wai wili33,34,35,36. Eia kekahi, ua hoʻohālikelike ʻia ka potassium chloride (KCl) no ka mea he mea hoʻopaʻa maʻamau ia.
Ua hui ʻia ka waikawa citric a me ka glycerol ma nā lakio molar like ʻole e loaʻa ai nā hui eutectic. Ua hōʻike ka nānā ʻana he wai homogeneous a moakaka ka hui eutectic me ka ʻole o ka turbidity, e hōʻike ana ua hui maikaʻi ʻia ka mea hāʻawi bond hydrogen (HBD) a me ka mea hoʻokipa bond hydrogen (HBA) i loko o kēia hui eutectic. Ua hana ʻia nā hoʻokolohua mua e nānā i ke ʻano o ke kaʻina hana hui ʻana o HBD a me HBA e pili ana i ka mahana. Wahi a nā palapala i loaʻa, ua loiloi ʻia ka hapa o nā hui eutectic ma ʻekolu mau mahana kikoʻī ma luna o 50 °C, 70 °C a me 100 °C, e hōʻike ana aia ka mahana eutectic ma ka laulā o 50-80 °C. Ua hoʻohana ʻia kahi kaulike kikohoʻe Mettler e kaupaona pololei i nā ʻāpana HBD a me HBA, a ua hoʻohana ʻia kahi pā wela Thermo Fisher e hoʻomehana a hoʻoulu i ka HBD a me HBA ma 100 rpm ma lalo o nā kūlana i kāohi ʻia.
Ua ana pololei ʻia nā waiwai thermophysical o kā mākou solvent eutectic hohonu i hana ʻia (DES), me ka density, ka tension surface, ka refractive index, a me ka viscosity, ma luna o kahi pae mahana mai 289.15 a 333.15 K. Pono e hoʻomaopopo ʻia ua koho mua ʻia kēia pae mahana ma muli o nā palena o nā lako hana e kū nei. Ua komo pū ka loiloi piha i kahi noiʻi hohonu o nā waiwai thermophysical like ʻole o kēia ʻano NADES, e hōʻike ana i kā lākou ʻano ma luna o kahi pae mahana. ʻO ka nānā ʻana i kēia pae mahana kikoʻī e hāʻawi i ka ʻike i nā waiwai o NADES he mea nui loa no kekahi mau noi.
Ua ana ʻia ke koʻikoʻi o ka ʻili o NADES i hoʻomākaukau ʻia ma ka pae mai 289.15 a 333.15 K me ka hoʻohana ʻana i kahi mika koʻikoʻi interfacial (IFT700). Hoʻokumu ʻia nā kulu NADES i loko o kahi keʻena i piha i ka nui o ka wai me ka hoʻohana ʻana i kahi nila capillary ma lalo o nā kūlana mahana a me ke kaomi kikoʻī. Hoʻolauna nā ʻōnaehana kiʻi hou i nā palena geometric kūpono e helu ai i ka koʻikoʻi interfacial me ka hoʻohana ʻana i ka hoʻohālikelike Laplace.
Ua hoʻohana ʻia kahi refractometer ATAGO e hoʻoholo i ka refractive index o NADES i hoʻomākaukau hou ʻia ma luna o ka pae mahana o 289.15 a 333.15 K. Hoʻohana ka mea hana i kahi module thermal e hoʻoponopono i ka mahana e kuhi i ke kekelē o ka refraction o ka mālamalama, e hoʻopau ana i ka pono no kahi ʻauʻau wai mahana mau. Pono e hoʻomaʻemaʻe ʻia ka ʻili prism o ka refractometer a pono e hoʻolaha like ʻia ka hopena laʻana ma luna. E hoʻoponopono me kahi hopena maʻamau i ʻike ʻia, a laila e heluhelu i ka refractive index mai ka pale.
Ua ana ʻia ka mānoanoa o NADES i hoʻomākaukau ʻia ma luna o ka pae mahana o 289.15 a 333.15 K me ka hoʻohana ʻana i ka viscometer rotational Brookfield (ʻano cryogenic) ma ka wikiwiki shear o 30 rpm a me ka nui o ka spindle o 6. Ana ka viscometer i ka mānoanoa ma ka hoʻoholo ʻana i ka torque e pono ai e hoʻohuli i ka spindle ma ka wikiwiki mau i loko o kahi hāpana wai. Ma hope o ke kau ʻia ʻana o ka hāpana ma ka pale ma lalo o ka spindle a hoʻopaʻa ʻia, hōʻike ka viscometer i ka mānoanoa ma centipoise (cP), e hāʻawi ana i ka ʻike waiwai nui e pili ana i nā waiwai rheological o ka wai.
Ua hoʻohana ʻia kahi mika density lawe lima DMA 35 Basic e hoʻoholo i ka density o ka solvent eutectic hohonu kūlohelohe i hoʻomākaukau hou ʻia (NDEES) ma ka pae mahana o 289.15–333.15 K. ʻOiai ʻaʻohe mea hoʻomehana i kūkulu ʻia i ka hāmeʻa, pono e hoʻomehana mua ʻia i ka mahana i kuhikuhi ʻia (± 2 °C) ma mua o ka hoʻohana ʻana i ka mika density NADES. E huki i ka liʻiliʻi he 2 ml o ka laʻana ma o ka ʻōmole, a e hōʻike koke ʻia ka density ma ka pale. He mea kūpono ke hoʻomaopopo ʻana ma muli o ka nele o kahi mea hoʻomehana i kūkulu ʻia, he hewa ka hopena o ke ana o ± 2 °C.
No ka loiloi ʻana i ka pH o nā NADES i hoʻomākaukau hou ʻia ma ka pae mahana o 289.15–333.15 K, ua hoʻohana mākou i kahi mika pH benchtop Kenis. ʻOiai ʻaʻohe mea hoʻomehana i kūkulu ʻia, ua hoʻomehana mua ʻia ʻo NADES i ka mahana i makemake ʻia (± 2 °C) me ka hoʻohana ʻana i kahi hotplate a laila ana pololei ʻia me ka mika pH. E hoʻokomo piha i ka probe mika pH i loko o NADES a hoʻopaʻa i ka waiwai hope loa ma hope o ka paʻa ʻana o ka heluhelu ʻana.
Ua hoʻohana ʻia ka loiloi Thermogravimetric (TGA) e loiloi i ke kūpaʻa wela o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES). Ua kālailai ʻia nā laʻana i ka wā hoʻomehana. Ma ka hoʻohana ʻana i kahi kaulike pololei kiʻekiʻe a me ka nānā pono ʻana i ke kaʻina hana hoʻomehana, ua hana ʻia kahi kiʻi o ka pohō nuipa e kūʻē i ka mahana. Ua hoʻomehana ʻia ʻo NADES mai 0 a 500 °C ma ka wikiwiki o 1 °C i kēlā me kēia minuke.
No ka hoʻomaka ʻana i ke kaʻina hana, pono e hui maikaʻi ʻia ka hāpana NADES, hoʻohuihui ʻia, a wehe ʻia ka makū o ka ʻili. A laila hoʻokomo ʻia ka hāpana i hoʻomākaukau ʻia i loko o kahi cuvette TGA, kahi i hana pinepine ʻia me kahi mea inert e like me ka alumini. No ka hōʻoia ʻana i nā hopena pololei, hoʻoponopono ʻia nā mea hana TGA me ka hoʻohana ʻana i nā mea kuhikuhi, ʻo ia hoʻi nā kūlana kaumaha. Ke hoʻoponopono ʻia, hoʻomaka ka hoʻokolohua TGA a hoʻomehana ʻia ka hāpana ma ke ʻano i kāohi ʻia, maʻamau ma kahi wikiwiki mau. ʻO ka nānā mau ʻana i ka pilina ma waena o ke kaumaha o ka hāpana a me ka mahana he ʻāpana koʻikoʻi ia o ka hoʻokolohua. Hōʻiliʻili nā mea hana TGA i ka ʻikepili ma ka mahana, ke kaumaha, a me nā palena ʻē aʻe e like me ke kahe kinoea a i ʻole ka mahana o ka hāpana. Ke pau ka hoʻokolohua TGA, kālailai ʻia ka ʻikepili i hōʻiliʻili ʻia e hoʻoholo i ka loli o ke kaumaha o ka hāpana ma ke ʻano he hana o ka mahana. He waiwai nui kēia ʻike i ka hoʻoholo ʻana i nā pae mahana e pili ana i nā loli kino a me nā kemika i loko o ka hāpana, me nā kaʻina hana e like me ka hoʻoheheʻe ʻana, ka mahu ʻana, ka oxidation, a i ʻole ka decomposition.
Ua hana pono ʻia ka wai ʻeli wai e like me ke kūlana API 13B-1, a ua helu ʻia kona ʻano kikoʻī ma ka Papa 2 no ka ʻike. Ua kūʻai ʻia ka waikawa Citric a me ka glycerol (99 USP) mai Sigma Aldrich, Malaysia e hoʻomākaukau i ka mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES). Eia kekahi, ua kūʻai ʻia ka mea hoʻopaʻa shale maʻamau potassium chloride (KCl) mai Sigma Aldrich, Malaysia. Ua koho ʻia ʻo 1-ethyl, 3-methylimidazolium chloride ([EMIM]Cl) me ka maʻemaʻe ma mua o 98% ma muli o kona hopena koʻikoʻi i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka rheology o ka wai ʻeli a me ka pale ʻana o ka shale, i hōʻoia ʻia ma nā haʻawina mua. E hoʻohana ʻia ʻo KCl a me ([EMIM]Cl) i ka loiloi hoʻohālikelike e loiloi i ka hana pale shale o NADES.
Makemake ka nui o nā kānaka noiʻi e hoʻohana i nā ʻāpana bentonite e aʻo ai i ka pehu ʻana o ka shale no ka mea aia ka bentonite i ka hui "montmorillonite" like e hoʻoulu ai i ka pehu ʻana o ka shale. He mea paʻakikī ka loaʻa ʻana o nā laʻana kumu shale maoli no ka mea ʻo ke kaʻina hana coring e hoʻopaʻa i ka shale, e hopena ana i nā laʻana ʻaʻole shale piha akā loaʻa pinepine ka hui ʻana o nā papa one a me ka limestone. Eia kekahi, ʻaʻohe pinepine nā laʻana shale i nā hui montmorillonite e hoʻoulu ai i ka pehu ʻana o ka shale a no laila ʻaʻole kūpono no nā hoʻokolohua kāohi pehu.
Ma kēia haʻawina, ua hoʻohana mākou i nā ʻāpana bentonite i hoʻohui hou ʻia me ke anawaena o kahi o 2.54 cm. Ua hana ʻia nā granules ma ke kaomi ʻana i 11.5 grams o ka pauka sodium bentonite i loko o kahi mīkini paʻi hydraulic ma 1600 psi. Ua ana pololei ʻia ka mānoanoa o nā granules ma mua o ke kau ʻia ʻana i loko o kahi dilatometer linear (LD). A laila ua hoʻokomo ʻia nā ʻāpana i loko o nā laʻana wai wili, me nā laʻana kumu a me nā laʻana i hoʻokomo ʻia me nā mea hoʻopaʻa i hoʻohana ʻia e pale i ka pehu ʻana o ka shale. A laila ua nānā pono ʻia ka loli o ka mānoanoa o ka granule me ka hoʻohana ʻana i ka LD, me nā ana i hoʻopaʻa ʻia ma nā manawa 60 kekona no 24 mau hola.
Ua hōʻike ka diffraction X-ray ʻo ke ʻano o ka bentonite, ʻoiai kona ʻāpana 47% montmorillonite, he mea nui ia i ka hoʻomaopopo ʻana i kona mau ʻano geological. Ma waena o nā ʻāpana montmorillonite o ka bentonite, ʻo ka montmorillonite ka ʻāpana nui, e helu ana i 88.6% o nā ʻāpana āpau. I kēia manawa, ʻo ka quartz he 29%, ʻo ka illite he 7%, a ʻo ka carbonate he 9%. ʻO kahi ʻāpana liʻiliʻi (ma kahi o 3.2%) he hui ʻana o ka illite a me ka montmorillonite. Eia kekahi, aia nā mea trace e like me Fe2O3 (4.7%), silver aluminosilicate (1.2%), muscovite (4%), a me phosphate (2.3%). Eia kekahi, aia nā liʻiliʻi o Na2O (1.83%) a me ka iron silicate (2.17%), e hiki ai ke mahalo piha i nā mea hoʻohui o ka bentonite a me ko lākou mau ʻāpana.
Hōʻike kēia ʻāpana haʻawina piha i nā waiwai rheological a me ka kānana o nā laʻana wai wili i hoʻomākaukau ʻia me ka hoʻohana ʻana i ka mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) a hoʻohana ʻia ma ke ʻano he mea hoʻohui wai wili ma nā ʻano like ʻole (1%, 3% a me 5%). A laila ua hoʻohālikelike ʻia nā laʻana slurry i hoʻokumu ʻia ma NADES a ua kālailai ʻia me nā laʻana slurry i haku ʻia me ka potassium chloride (KCl), CC:urea DES (choline chloride deep eutectic solvent:urea) a me nā wai ionic. Ua uhi ʻia kekahi mau palena koʻikoʻi ma kēia haʻawina me nā heluhelu viscosity i loaʻa me ka hoʻohana ʻana i kahi viscometer FANN ma mua a ma hope o ka hōʻike ʻana i nā kūlana ʻelemakule ma 100°C a me 150°C. Ua lawe ʻia nā ana ma nā wikiwiki wili like ʻole (3 rpm, 6 rpm, 300 rpm a me 600 rpm) e ʻae ana i kahi loiloi piha o ke ʻano o ka wai wili. A laila hiki ke hoʻohana ʻia ka ʻikepili i loaʻa e hoʻoholo i nā waiwai koʻikoʻi e like me ke kiko hua (YP) a me ka viscosity plastic (PV), e hāʻawi ana i ka ʻike i ka hana wai ma lalo o nā kūlana like ʻole. ʻO nā hoʻāʻo kānana wela kiʻekiʻe (HPHT) ma ke kaomi kiʻekiʻe ma 400 psi a me 150°C (nā mahana maʻamau i nā luawai wela kiʻekiʻe) e hoʻoholo i ka hana kānana (mānoanoa o ka keke a me ka nui o ka filtrate).
Hoʻohana kēia ʻāpana i nā lako hana hou loa, ʻo ka Grace HPHT Linear Dilatometer (M4600), e loiloi pono i nā waiwai pale pehu shale o kā mākou wai ʻeli wai. ʻO ka LSM kahi mīkini hou loa i loaʻa i ʻelua mau ʻāpana: kahi compactor plate a me kahi dilatometer linear (kumu hoʻohālike: M4600). Ua hoʻomākaukau ʻia nā papa Bentonite no ka nānā ʻana me ka hoʻohana ʻana i ka Grace Core/Plate Compactor. A laila hāʻawi ka LSM i ka ʻikepili pehu koke ma kēia mau papa, e ʻae ana i ka loiloi piha ʻana i nā waiwai pale pehu o ka shale. Ua hana ʻia nā hoʻāʻo hoʻonui shale ma lalo o nā kūlana ambient, ʻo ia hoʻi, 25°C a me 1 psia.
ʻO ka hoʻāʻo ʻana i ke kūpaʻa o ka shale e pili ana i kahi hoʻāʻo koʻikoʻi i kapa pinepine ʻia ʻo ka hoʻāʻo hoʻōla shale, ka hoʻāʻo dip shale a i ʻole ka hoʻāʻo hoʻolaha shale. No ka hoʻomaka ʻana i kēia loiloi, hoʻokaʻawale ʻia nā ʻoki shale ma kahi pale #6 BSS a laila kau ʻia ma kahi pale #10. A laila hānai ʻia nā ʻoki i kahi pahu paʻa kahi e hui pū ʻia ai me kahi wai kumu a me ka lepo wili e loaʻa ana iā NADES (Natural Deep Eutectic Solvent). ʻO ka hana aʻe, ʻo ia ke kau ʻana i ka hui ʻana i loko o ka umu no kahi kaʻina hana wili wela ikaika, e hōʻoia ana ua hui maikaʻi ʻia nā ʻoki a me ka lepo. Ma hope o 16 mau hola, wehe ʻia nā ʻoki mai ka pulp ma ka ʻae ʻana i ka shale e pala, e hopena ana i ka emi ʻana o ke kaumaha o nā ʻoki. Ua hana ʻia ka hoʻāʻo hoʻōla shale ma hope o ka mālama ʻia ʻana o nā ʻoki shale i loko o ka lepo wili ma 150°C a me 1000 psi. ʻīniha i loko o 24 mau hola.
No ke ana ʻana i ka hoʻōla ʻia ʻana o ka lepo shale, ua kānana mākou iā ia ma o kahi kānana maikaʻi (40 mesh), a laila holoi pono ʻia me ka wai, a laila hoʻomaloʻo iā ia i loko o ka umu. ʻO kēia kaʻina hana hoʻoikaika e hiki ai iā mākou ke kuhi i ka lepo i hoʻōla ʻia i hoʻohālikelike ʻia me ke kaumaha mua, a laila e helu ana i ka pakeneka o ka lepo shale i hoʻōla pono ʻia. ʻO ke kumu o nā laʻana shale mai ka ʻĀpana ʻo Niah, ʻĀpana ʻo Miri, Sarawak, Malaysia. Ma mua o nā hoʻāʻo hoʻopuehu a me ka hoʻōla ʻana, ua hoʻokau ʻia nā laʻana shale i kahi loiloi X-ray diffraction (XRD) piha e helu i ko lākou ʻano lepo a hōʻoia i ko lākou kūpono no ka hoʻāʻo ʻana. ʻO ka ʻano mineral lepo o ka laʻana penei: illite 18%, kaolinite 31%, chlorite 22%, vermiculite 10%, a me mica 19%.
ʻO ke koʻikoʻi o ka ʻili kahi mea nui e kaohi ana i ke komo ʻana o nā cations wai i loko o nā micropores shale ma o ka hana capillary, kahi e aʻo kikoʻī ʻia ma kēia ʻāpana. Nānā kēia pepa i ke kuleana o ka koʻikoʻi o ka ʻili i loko o ka waiwai cohesive o nā wai wili, e hōʻike ana i kona mana koʻikoʻi ma ke kaʻina hana wili, ʻoiai ka shale inhibition. Ua hoʻohana mākou i kahi tensiometer interfacial (IFT700) e ana pololei i ka koʻikoʻi o ka ʻili o nā laʻana wai wili, e hōʻike ana i kahi ʻano koʻikoʻi o ke ʻano o ka wai i loko o ka pōʻaiapili o ka shale inhibition.
Ua kūkākūkā kikoʻī kēia ʻāpana i ka mamao o ka papa d, ʻo ia ka mamao interlayer ma waena o nā papa aluminosilicate a me hoʻokahi papa aluminosilicate i loko o nā pālolo. Ua uhi ka loiloi i nā laʻana lepo pulu e loaʻa ana he 1%, 3% a me 5% CA NADES, a me 3% KCl, 3% [EMIM]Cl a me 3% CC:urea DES no ka hoʻohālikelike. ʻO kahi diffractometer X-ray benchtop state-of-the-art (D2 Phaser) e hana ana ma 40 mA a me 45 kV me ka radiation Cu-Kα (λ = 1.54059 Å) i hoʻokani i kahi kuleana koʻikoʻi i ka hoʻopaʻa ʻana i nā piko diffraction X-ray o nā laʻana Na-Bt pulu a maloʻo. ʻO ka hoʻopili ʻana o ka hoʻohālikelike Bragg e hiki ai ke hoʻoholo pololei i ka mamao o ka papa d, no laila e hāʻawi ana i ka ʻike waiwai nui e pili ana i ke ʻano o ka pālolo.
Hoʻohana kēia ʻāpana i ka mea hana Malvern Zetasizer Nano ZSP holomua e ana pololei i ka hiki ke zeta. Ua hāʻawi kēia loiloi i ka ʻike waiwai nui e pili ana i nā ʻano hoʻouku o nā laʻana lepo dilute e loaʻa ana he 1%, 3%, a me 5% CA NADES, a me 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, a me 3% CC:urea-based DES no ka loiloi hoʻohālikelike. Hāʻawi kēia mau hopena i ko mākou ʻike i ke kūpaʻa o nā hui colloidal a me kā lākou pilina ma nā wai.
Ua nānā ʻia nā laʻana lepo ma mua a ma hope o ka hoʻopili ʻia ʻana i ka mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) me ka hoʻohana ʻana i kahi microscope electron scanning Zeiss Supra 55 VP field emission scanning (FESEM) i lako me ka X-ray dispersive ikehu (EDX). ʻO ka hoʻonā kiʻi he 500 nm a ʻo ka ikehu kukuna electron he 30 kV a me 50 kV. Hāʻawi ʻo FESEM i ka ʻike kiʻekiʻe o ke ʻano o ka ʻili a me nā hiʻohiʻona kūkulu o nā laʻana lepo. ʻO ka pahuhopu o kēia haʻawina, ʻo ia ka loaʻa ʻana o ka ʻike e pili ana i ka hopena o NADES ma nā laʻana lepo ma ka hoʻohālikelike ʻana i nā kiʻi i loaʻa ma mua a ma hope o ka hoʻopili ʻia ʻana.
Ma kēia haʻawina, ua hoʻohana ʻia ka ʻenehana microscopy electron scanning field emission (FESEM) e noiʻi i ka hopena o NADES ma nā hāpana lepo ma ka pae microscopic. ʻO ka pahuhopu o kēia haʻawina, ʻo ia ke wehewehe i nā noi kūpono o NADES a me kona hopena ma ke ʻano o ka lepo a me ka nui o nā ʻāpana awelika, kahi e hāʻawi ai i ka ʻike waiwai no ka noiʻi ʻana ma kēia kahua.
Ma kēia haʻawina, ua hoʻohana ʻia nā kaha hewa e wehewehe maka i ka loli a me ka maopopo ʻole o ka hewa pakeneka awelika (AMPE) ma waena o nā kūlana hoʻokolohua. Ma mua o ke kaha kiʻi ʻana i nā waiwai AMPE pākahi (ʻoiai ke kaha kiʻi ʻana i nā waiwai AMPE hiki ke hūnā i nā ʻano a hoʻonui i nā ʻano liʻiliʻi), helu mākou i nā kaha hewa me ka hoʻohana ʻana i ka lula 5%. Hōʻoia kēia ʻano hana e hōʻike ana kēlā me kēia kaha hewa i ka wā i manaʻo ʻia ai e hāʻule ka wā hilinaʻi 95% a me 100% o nā waiwai AMPE, no laila e hāʻawi ana i kahi hōʻuluʻulu manaʻo maopopo a pōkole hoʻi o ka hoʻolaha ʻikepili no kēlā me kēia kūlana hoʻokolohua. ʻO ka hoʻohana ʻana i nā kaha hewa e pili ana i ka lula 5% e hoʻomaikaʻi i ka wehewehe ʻana a me ka hilinaʻi o nā hōʻike kiʻi a kōkua i ka hāʻawi ʻana i kahi ʻike kikoʻī o nā hopena a me ko lākou hopena.
I ke kūkulu ʻana o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES), ua aʻo pono ʻia kekahi mau palena koʻikoʻi i ka wā o ke kaʻina hana hoʻomākaukau i loko o ka hale. ʻO kēia mau mea koʻikoʻi e pili ana i ka mahana, ka lakio molar, a me ka wikiwiki o ka hui ʻana. Hōʻike kā mākou mau hoʻokolohua i ka wā e hui pū ʻia ai ʻo HBA (citric acid) a me HBD (glycerol) ma ka lakio molar o 1:4 ma 50°C, ua hoʻokumu ʻia kahi hui eutectic. ʻO ka hiʻohiʻona ʻokoʻa o ka hui eutectic ʻo ia kona ʻano moakaka, homogeneous, a me ka ʻole o ka sediment. No laila, hōʻike kēia ʻanuʻu koʻikoʻi i ke koʻikoʻi o ka lakio molar, ka mahana, a me ka wikiwiki o ka hui ʻana, ʻo ia hoʻi ka lakio molar ka mea nui loa i ka hoʻomākaukau ʻana o DES a me NADES, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 2.
Hōʻike ka helu kuhikuhi (n) i ka lakio o ka wikiwiki o ka mālamalama i loko o kahi hakahaka i ka wikiwiki o ka mālamalama i loko o kahi lua, ʻoi aku ka paʻa. He mea hoihoi loa ka helu kuhikuhi no nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) i ka wā e noʻonoʻo ai i nā noi optically sensitive e like me nā biosensors. ʻO ka helu kuhikuhi o ka NADES i aʻo ʻia ma 25 °C he 1.452, he mea hoihoi ia ma mua o ka glycerol.
He mea kūpono ke hoʻomaopopo ʻana e emi ana ka helu kuhi o NADES me ka mahana, a hiki ke wehewehe pololei ʻia kēia ʻano e ka formula (1) a me ke Kiʻi 3, me ka hewa pakeneka awelika piha (AMPE) e hiki ana i ka 0%. Ua wehewehe ʻia kēia ʻano e pili ana i ka mahana e ka emi ʻana o ka viscosity a me ka density ma nā mahana kiʻekiʻe, e hoʻoulu ana i ka mālamalama e hele ma waena o ka medium ma kahi wikiwiki kiʻekiʻe, e hopena ana i ka waiwai helu kuhi haʻahaʻa (n). Hāʻawi kēia mau hopena i nā ʻike waiwai nui i ka hoʻohana koʻikoʻi ʻana o NADES i ka ʻike optical, e hōʻike ana i ko lākou hiki no nā noi biosensor.
ʻO ke koʻikoʻi o ka ʻili, e hōʻike ana i ke ʻano o ka ʻili wai e hoʻemi i kona wahi, he mea nui ia i ka loiloi ʻana i ke kūpono o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) no nā noi e pili ana i ke kaomi capillary. ʻO kahi noiʻi o ka koʻikoʻi o ka ʻili ma ka pae mahana o 25-60 °C e hāʻawi i ka ʻike waiwai. Ma 25 °C, ʻo ka koʻikoʻi o ka ʻili o ka NADES i hoʻokumu ʻia i ka waikawa citric he 55.42 mN/m, ʻoi aku ka haʻahaʻa ma mua o ka wai a me ka glycerol. Hōʻike ka Kiʻi 4 e emi nui ana ka koʻikoʻi o ka ʻili me ka piʻi ʻana o ka mahana. Hiki ke wehewehe ʻia kēia hanana e ka piʻi ʻana o ka ikehu kinetic molekala a me ka emi ʻana o nā mana hoʻowalewale intermolecular ma hope.
Hiki ke hōʻike maikaʻi ʻia ke ʻano emi linear o ka ʻili i ʻike ʻia ma ka NADES i aʻo ʻia e ka hoʻohālikelike (2), e hōʻike ana i ka pilina makemakika kumu ma ka pae mahana o 25-60 °C. Hōʻike maopopo ka pakuhi ma ke Kiʻi 4 i ke ʻano o ka ʻili me ka mahana me ka hewa pakeneka awelika piha (AMPE) o 1.4%, e helu ana i ka pololei o nā waiwai ʻili i hōʻike ʻia. He hopena koʻikoʻi kēia mau hopena no ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o NADES a me kāna mau noi hiki.
He mea nui ka hoʻomaopopo ʻana i ka dinamika density o nā solvents eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) e hoʻomaʻalahi i kā lākou noi ʻana i nā haʻawina ʻepekema he nui. ʻO ka density o ka citric acid-based NADES ma 25°C he 1.361 g/cm3, ʻoi aku ke kiʻekiʻe ma mua o ka density o ka glycerol makua. Hiki ke wehewehe ʻia kēia ʻokoʻa ma ka hoʻohui ʻana o kahi mea hoʻokipa bond hydrogen (citric acid) i ka glycerol.
Ke lawe nei i ka NADES i hoʻokumu ʻia i ka citrate ma ke ʻano he laʻana, hāʻule kona density i 1.19 g/cm3 ma 60°C. ʻO ka hoʻonui ʻia o ka ikehu kinetic ma hope o ka hoʻomehana ʻana e hoʻopuehu i nā mole NADES, e hoʻolilo ana iā lākou e noho i kahi nui o ka nui, e hopena ana i ka emi ʻana o ka density. ʻO ka emi ʻana o ka density i ʻike ʻia e hōʻike ana i kahi pilina linear me ka hoʻonui ʻana o ka mahana, hiki ke hōʻike pono ʻia e ke ʻano (3). Hōʻike kiʻi ʻo Figure 5 i kēia mau ʻano o ka loli density NADES me kahi hewa pakeneka awelika piha (AMPE) o 1.12%, e hāʻawi ana i kahi ana quantitative o ka pololei o nā waiwai density i hōʻike ʻia.
ʻO ka viscosity ka ikaika hoʻowalewale ma waena o nā papa like ʻole o kahi wai e neʻe ana a he kuleana koʻikoʻi ia i ka hoʻomaopopo ʻana i ka hoʻohana ʻana o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) i nā noi like ʻole. Ma 25 °C, ʻo ka viscosity o NADES he 951 cP, ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka glycerol.
ʻO ka emi ʻana o ka viscosity i ʻike ʻia me ka piʻi ʻana o ka mahana ua wehewehe nui ʻia e ka nāwaliwali o nā mana hoʻowalewale intermolecular. ʻO kēia hanana ka hopena i ka emi ʻana o ka viscosity o ke kahe, kahi ʻano i hōʻike maopopo ʻia ma ke Kiʻi 6 a ua helu ʻia e ka Equation (4). ʻIke ʻia, ma 60°C, hāʻule ka viscosity i 898 cP me ka awelika pakeneka hewa holoʻokoʻa (AMPE) o 1.4%. ʻO ka hoʻomaopopo kikoʻī ʻana i ka viscosity versus ka hilinaʻi ʻana i ka mahana ma NADES he mea nui loa ia no kāna hoʻohana pono ʻana.
He mea koʻikoʻi ka pH o ka hopena, i hoʻoholo ʻia e ka logarithm maikaʻi ʻole o ka nui o ka ion hydrogen, ʻoiai hoʻi i nā noi pH-sensitive e like me ka synthesis DNA, no laila pono e aʻo pono ʻia ka pH o NADES ma mua o ka hoʻohana ʻana. Ke lawe nei i ka NADES i hoʻokumu ʻia i ka waikawa citric ma ke ʻano he laʻana, hiki ke ʻike ʻia kahi pH acidic ʻokoʻa o 1.91, kahi ʻokoʻa loa i ka pH neutral o ka glycerol.
ʻO ka mea hoihoi, ua hōʻike ka pH o ka solvent soluble dehydrogenase citric acid kūlohelohe (NADES) i kahi ʻano emi ʻole linear me ka piʻi ʻana o ka mahana. Ua pili kēia hanana i ka hoʻonui ʻia o nā haʻalulu molekala e hoʻopilikia i ke kaulike H+ i loko o ka hopena, e alakaʻi ana i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā ion [H]+ a, ma ka huli ʻana, kahi loli i ka waiwai pH. ʻOiai ʻo ka pH kūlohelohe o ka waikawa citric mai 3 a 5, ʻo ke alo o ka hydrogen acidic i loko o ka glycerol e hoʻohaʻahaʻa hou i ka pH i 1.91.
Hiki ke hōʻike kūpono ʻia ke ʻano pH o NADES i hoʻokumu ʻia i ka citrate ma ka pae mahana o 25-60 °C e ka hoohalike (5), kahi e hāʻawi ai i kahi hōʻike makemakika no ke au pH i ʻike ʻia. Hōʻike kiʻi ʻo Kiʻi 7 i kēia pilina hoihoi, e hōʻike ana i ka hopena o ka mahana ma ka pH o NADES, kahi i hōʻike ʻia he 1.4% no AMPE.
Ua hoʻokō ʻia ka loiloi Thermogravimetric (TGA) o ka waika citric kūlohelohe hohonu eutectic solvent (NADES) ma ke ʻano maʻamau i ka pae mahana mai ka mahana o ka lumi a i 500 °C. E like me ka mea i ʻike ʻia mai nā Kiʻi 8a a me b, ʻo ka pohō nui mua a hiki i ka 100 °C ma muli nui o ka wai i omo ʻia a me ka wai hydration e pili ana me ka waikawa citric a me ka glycerol maʻemaʻe. Ua ʻike ʻia kahi paʻa nui o kahi 88% a hiki i ka 180 °C, ʻo ia hoʻi ma muli o ka decomposition o ka waikawa citric i ka waikawa aconitic a me ka hoʻokumu ʻana o ka methylmaleic anhydride(III) ma hope o ka hoʻomehana hou ʻana (Kiʻi 8 b). Ma luna o 180 °C, hiki ke ʻike ʻia kahi hiʻohiʻona maopopo o ka acrolein (acrylaldehyde) i loko o ka glycerol, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 8b37.
Ua hōʻike ka loiloi Thermogravimetric (TGA) o ka glycerol i kahi kaʻina hana pohō nui ʻelua pae. ʻO ke kahua mua (180 a 220 °C) e pili ana i ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka acrolein, a ukali ʻia e ka pohō nui ma nā mahana kiʻekiʻe mai 230 a 300 °C (Kiʻi 8a). I ka piʻi ʻana o ka mahana, ua hoʻokumu ʻia ka acetaldehyde, carbon dioxide, methane, a me ka hydrogen ma ke ʻano. ʻIke ʻia, he 28% wale nō o ka nui i mālama ʻia ma 300 °C, e hōʻike ana he hemahema paha nā waiwai kūloko o NADES 8(a)38,39.
No ka loaʻa ʻana o ka ʻike e pili ana i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā pilina kemika hou, ua kālailai ʻia nā hoʻokuʻu hou o nā mea hoʻoheheʻe eutectic hohonu kūlohelohe (NADES) e ka spectroscopy infrared Fourier transform (FTIR). Ua hana ʻia ka loiloi ma ka hoʻohālikelike ʻana i ka spectrum o ka hoʻokuʻu ʻana o NADES me nā spectrum o ka waikawa citric maʻemaʻe (CA) a me ka glycerol (Gly). Ua hōʻike ka spectrum CA i nā piko maopopo ma 1752 1/cm a me 1673 1/cm, e hōʻike ana i nā haʻalulu hoʻolōʻihi o ka pilina C=O a he ʻano hoʻi ia o CA. Eia kekahi, ua ʻike ʻia kahi neʻe koʻikoʻi i ka haʻalulu kūlou OH ma 1360 1/cm ma ka ʻāpana manamana lima, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 9.
Pēlā nō, i ke ʻano o ka glycerol, ua loaʻa nā neʻe ʻana o nā haʻalulu hoʻolōʻihi a me ke kūlou ʻana o OH ma nā helu nalu o 3291 1/cm a me 1414 1/cm, kēlā me kēia. I kēia manawa, ma ka nānā ʻana i ka spectrum o NADES i hoʻomākaukau ʻia, ua loaʻa kahi neʻe koʻikoʻi i ka spectrum. E like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 7, ua neʻe ka haʻalulu hoʻolōʻihi o ka pilina C=O mai 1752 1/cm a i 1720 1/cm a ua neʻe ka haʻalulu kūlou o ka pilina -OH o ka glycerol mai 1414 1/cm a i 1359 1/cm. Hōʻike kēia mau neʻe ʻana i nā helu nalu i ka loli o ka electronegativity, e hōʻike ana i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā pilina kemika hou i loko o ke ʻano o NADES.