Ẹ ṣeun fún ṣíbẹ̀wò sí nature.com. Ẹ̀yà ẹ̀rọ ìṣàwárí tí ẹ ń lò ní àtìlẹ́yìn CSS díẹ̀. Fún ìrírí tí ó dára jùlọ, a gbà yín nímọ̀ràn láti lo ẹ̀yà ẹ̀rọ ìṣàwárí tuntun (tàbí pípa ipò ìbáramu nínú Internet Explorer). Ní ​​àfikún, láti rí i dájú pé àtìlẹ́yìn ń bá a lọ, ojú-òpó yìí kò ní ní àwọn àṣà tàbí JavaScript.
Ìfẹ̀sí Shale nínú àwọn ibi ìpamọ́ clastic ń fa àwọn ìṣòro pàtàkì, èyí tí ó ń yọrí sí àìdúróṣinṣin nínú ihò omi. Fún àwọn ìdí àyíká, lílo omi ìgbìn omi pẹ̀lú àwọn inhibitors shale tí a fi kún ni a fẹ́ràn ju omi ìgbìn omi tí a fi epo ṣe lọ. Àwọn omi ionic (ILs) ti fa àfiyèsí púpọ̀ gẹ́gẹ́ bí àwọn inhibitors shale nítorí àwọn ànímọ́ wọn tí a lè tún ṣe àti àwọn ànímọ́ electrostatic tí ó lágbára. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn omi ionic tí a fi imidazolyl ṣe (ILs), tí a lò ní gbogbogbòò nínú omi ìgbìn omi, ti fihàn pé wọ́n jẹ́ majele, tí kò lè ba ara jẹ́ àti pé wọ́n gbowólórí. A kà àwọn solvents eutectic jinlẹ̀ (DES) sí àyípadà tí ó wúlò jù àti tí kò ní majele sí àwọn omi ionic, ṣùgbọ́n wọ́n ṣì kùnà láti ṣe àtìlẹ́yìn àyíká tí a nílò. Àwọn ìlọsíwájú tuntun ní agbègbè yìí ti yọrí sí fífi àwọn solvents eutectic jinlẹ̀ adayeba (NADES) hàn, tí a mọ̀ fún ìbáramu àyíká wọn. Ìwádìí yìí ṣe ìwádìí lórí NADESs, tí ó ní citric acid (gẹ́gẹ́ bí atẹ́gùn hydrogen bond) àti glycerol (gẹ́gẹ́ bí olùfúnni hydrogen bond) gẹ́gẹ́ bí àwọn afikún omi ìgbìn omi. A ṣe agbekalẹ awọn omi lilu ti o da lori NADES ni ibamu pẹlu API 13B-1 ati pe a fi iṣẹ wọn we pẹlu awọn omi lilu ti o da lori potassium chloride, awọn omi ionic ti o da lori imidazolium, ati awọn omi lilu ti o da lori choline chloride:urea-DES. A ṣe apejuwe awọn ohun-ini physicokemikali ti awọn ohun-ini NADES ti o ni ẹtọ ni kikun. A ṣe ayẹwo awọn ohun-ini rheological, pipadanu omi, ati awọn ohun-ini idena shale ti omi lilu lakoko iwadii naa, a si fihan pe ni ifọkansi ti 3% NADESs, a mu ipin viscosity ikore/plastic viscosity (YP/PV) pọ si, sisanra akara mud dinku nipasẹ 26%, ati iwọn filtrate dinku nipasẹ 30.1%. Ni pataki, NADES ṣaṣeyọri oṣuwọn idena imugboroosi ti o yanilenu ti 49.14% ati ilosoke iṣelọpọ shale nipasẹ 86.36%. Awọn abajade wọnyi ni a sọ fun agbara NADES lati yi iṣẹ ṣiṣe dada pada, agbara zeta, ati aye laarin awọn amọ, eyiti a jiroro ninu iwe yii lati loye awọn ilana ipilẹ. A nireti pe omi ìwakọ̀ tí ó pẹ́ títí yìí yóò yí ilé iṣẹ́ ìwakọ̀ padà nípa fífúnni ní àyípadà tí kò ní majele, tí ó munadoko, àti èyí tí ó munadoko púpọ̀ sí àwọn ìdènà ìpalára shale ti ìbílẹ̀, èyí tí yóò ṣí ọ̀nà sílẹ̀ fún àwọn iṣẹ́ ìwakọ̀ tí ó bá àyíká mu.
Shale jẹ́ àpáta tó wọ́pọ̀ tó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí orísun àti ibi ìpamọ́ àwọn hydrocarbons, àti pé ìṣètò rẹ̀ tó ní ihò tó pọ̀1 ló ń fúnni ní àǹfààní láti ṣe àti láti tọ́jú àwọn ohun ìní iyebíye wọ̀nyí. Síbẹ̀síbẹ̀, shale ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun amọ̀ bíi montmorillonite, smectite, kaolinite àti illite, èyí tó ń mú kí ó máa wú nígbà tí a bá fi sí omi, èyí tó ń yọrí sí àìdúróṣinṣin nínú wellbore nígbà tí a bá ń ṣe wellbore2,3. Àwọn ìṣòro wọ̀nyí lè fa àkókò tí kò dára (NPT) àti ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣòro iṣẹ́ pẹ̀lú àwọn páìpù tó dì, pípadánù ìṣàn omi ẹrẹ̀, ìwólulẹ̀ wellbore àti ìbàjẹ́ bit, tó ń mú kí àkókò àti owó ìgbápadà pọ̀ sí i. Àṣà, àwọn omi ìgbìn epo (OBDF) ni àṣàyàn tí a fẹ́ràn jùlọ fún ìṣẹ̀dá shale nítorí agbára wọn láti dènà ìfàsẹ́yìn shale4. Síbẹ̀síbẹ̀, lílo àwọn omi ìgbìn epo ní owó tó ga àti ewu àyíká. A ti ka àwọn omi ìgbìn onírin tí a fi síntétíkì (SBDF) sí àṣàyàn mìíràn, ṣùgbọ́n ìwúlò wọn ní àwọn iwọ̀n otútù gíga kò tẹ́ni lọ́rùn. Omi-omi-lilọ omi (WBDF) jẹ́ ojútùú tó fani mọ́ra nítorí pé wọ́n ní ààbò, wọ́n rọrùn láti lò fún àyíká, wọ́n sì tún jẹ́ kí owó wọn pọ̀ ju OBDF5 lọ. Oríṣiríṣi àwọn ohun tí ń dènà ìdènà ... DES jẹ́ àdàpọ̀ eutectic tí olùfúnni ìdè hydrogen (HBD) àti olùgbà ìdè hydrogen (HBA) ṣe ní ìpíndọ́gba molar pàtó kan àti ìwọ̀n otútù. Àwọn àdàpọ̀ eutectic wọ̀nyí ní àwọn point yo tí ó kéré ju àwọn èròjà wọn lọ, ní pàtàkì nítorí ìyípadà charge delocalisation tí àwọn ìdè hydrogen fà. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun tí ó níí ṣe pẹ̀lú agbára lattice, ìyípadà entropy, àti ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn anions àti HBD, ló kó ipa pàtàkì nínú dídín yo point DES kù.
Nínú àwọn ìwádìí tí ó ti kọjá, a fi onírúurú afikún kún omi tí a fi omi lù láti yanjú ìṣòro ìfàsẹ́yìn shale. Fún àpẹẹrẹ, Ofei àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ fi 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIM-Cl) kún un, èyí tí ó dín sisanra àkàrà ẹrẹ̀ kù (tó 50%) ní ìwọ̀n otútù tó yàtọ̀ síra. Huang àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ lo àwọn omi ionic (ní pàtàkì, 1-hexyl-3-methylimidazolium bromide àti 1,2-bis(3-hexylimidazolium-1-yl)ethane bromide) ní ìdàpọ̀ pẹ̀lú àwọn èròjà Na-Bt, wọ́n sì dín wíwú shale kù ní 86.43% àti 94.17%, ní ìtẹ̀léra12. Ní àfikún, Yang àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ lo 1-vinyl-3-dodecylimidazolium bromide àti 1-vinyl-3-tetradecylimidazolium bromide láti dín wíwú shale kù ní 16.91% àti 5.81%, ní ìtẹ̀léra. 13 Yang àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ tún lo 1-vinyl-3-ethylimidazolium bromide, wọ́n sì dín ìfàsẹ́yìn shale kù ní 31.62% nígbà tí wọ́n ń ṣe àtúnṣe shale ní 40.60%. 14 Ní àfikún, Luo àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ lo 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate láti dín wíwú shale kù ní 80%. 15, 16 Dai àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ lo àwọn copolymers omi ionic láti dí shale lọ́wọ́, wọ́n sì ṣe àṣeyọrí ìbísí 18% nínú ìtúnṣe linear ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn amine inhibitors. 17
Àwọn omi ionic fúnra wọn ní àwọn àléébù díẹ̀, èyí tó mú kí àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì wá àwọn ohun mìíràn tó bá àyíká mu ju àwọn omi ionic lọ, nítorí náà ni a ṣe bí DES. Hanjia ni ẹni àkọ́kọ́ tó lo àwọn ohun èlò ìdènà eutectic jinlẹ̀ (DES) tó ní vinyl chloride propionic acid (1:1), vinyl chloride 3-phenylpropionic acid (1:2), àti 3-mercaptopropionic acid + itaconic acid + vinyl chloride (1:1:2), èyí tó dín wíwú bentonite kù ní 68%, 58%, àti 58%, lẹ́sẹẹsẹ18. Nínú ìdánwò ọ̀fẹ́ kan, MH Rasul lo ìpíndọ́gba 2:1 ti glycerol àti potassium carbonate (DES) ó sì dín wíwú àwọn àpẹẹrẹ shale kù ní 87%19,20. Ma lo urea:vinyl chloride láti dín ìfẹ̀sí shale kù ní 67%.21 Rasul àti àwọn ẹlòmíràn. A lo àpapọ̀ DES àti polymer gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìdènà shale oní-action méjì, èyí tó ṣe àṣeyọrí ipa ìdènà shale tó dára jùlọ22.
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a sábà máa ń ka àwọn ohun èlò ìpara eutectic jinlẹ̀ (DES) sí ohun èlò ìyípadà ewéko ju àwọn ohun èlò ionic lọ, wọ́n tún ní àwọn èròjà tó lè fa ìpalára bíi iyọ̀ ammonium, èyí tó mú kí wọ́n máa ṣe ìbéèrè nípa àjọṣepọ̀ wọn pẹ̀lú àyíká. Ìṣòro yìí ti yọrí sí ìdàgbàsókè àwọn ohun èlò ìpara eutectic jinlẹ̀ adayeba (NADES). Wọ́n ṣì ń pín wọn sí DES, ṣùgbọ́n wọ́n ní àwọn ohun èlò àti iyọ̀ àdánidá, títí bí potassium chloride (KCl), calcium chloride (CaCl2), Epsom iyọ̀ (MgSO4.7H2O), àti àwọn mìíràn. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn àpapọ̀ tó ṣeé ṣe ti DES àti NADES ṣí ààyè fún ìwádìí ní agbègbè yìí, a sì retí pé wọn yóò rí àwọn ohun èlò ní onírúurú pápá. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùwádìí ti ṣe àṣeyọrí àwọn àpapọ̀ DES tuntun tí ó ti fihàn pé ó munadoko nínú onírúurú ohun èlò. Fún àpẹẹrẹ, Naser et al. 2013 ṣe àgbékalẹ̀ DES potassium carbonate-based DES, wọ́n sì kẹ́kọ̀ọ́ nípa àwọn ohun èlò thermophysical rẹ̀, èyí tí ó wá rí àwọn ohun èlò ní àwọn agbègbè ìdènà hydrate, àwọn àfikún omi ìlù, ìdènà, àti nanofibrillation. 23 Jordy Kim àti àwọn alábáṣiṣẹpọ̀ ṣe àgbékalẹ̀ NADES-based ascorbic acid, wọ́n sì ṣe àyẹ̀wò àwọn ohun èlò ìpara antioxidant rẹ̀ ní onírúurú ohun èlò. 24 Christer àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ṣe àgbékalẹ̀ NADES tí ó dá lórí citric acid, wọ́n sì dámọ̀ agbára rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìrànlọ́wọ́ fún àwọn ọjà collagen. 25 Liu Yi àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ṣe àkópọ̀ àwọn lílo NADES gẹ́gẹ́ bí ìyọkúrò àti chromatography media nínú àtúnyẹ̀wò pípéye, nígbà tí Misan àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ jíròrò àwọn lílo NADES tí ó yọrí sí rere nínú ẹ̀ka oúnjẹ agri-oúnjẹ. Ó ṣe pàtàkì kí àwọn olùwádìí omi ìwakọ̀ bẹ̀rẹ̀ sí í kíyèsí bí NADES ṣe ń ṣiṣẹ́ nínú àwọn lílo wọn. láìpẹ́ yìí. Ní ọdún 2023, Rasul àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ lo onírúurú àdàpọ̀ ti àwọn ohun èlò ìṣàn omi jíjìn tí ó dá lórí ascorbic acid26, calcium chloride27, potassium chloride28 àti Epsom salt29, wọ́n sì ṣe àṣeyọrí ìdènà shale àti ìpadàbọ̀sípò shale tí ó yanilẹ́nu. Ìwádìí yìí jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn ìwádìí àkọ́kọ́ láti ṣe àgbékalẹ̀ NADES (ní pàtàkì citric acid àti glycerol-based formulation) gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìdènà shale tí ó dára fún àyíká àti tí ó munadoko nínú àwọn omi ìwakọ̀ tí ó dá lórí omi, èyí tí ó ní ìdúróṣinṣin àyíká tí ó dára, agbára ìdènà shale tí ó dára síi àti iṣẹ́ omi tí ó dára síi ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ìdènà ìbílẹ̀ bíi KCl, àwọn omi ionic tí ó dá lórí imidazolyl àti DES ìbílẹ̀.
Ìwádìí náà yóò ní nínú ìpèsè NADES tí ó dá lórí citric acid (CA) nínú ilé, lẹ́yìn náà ni a ó ṣe àgbékalẹ̀ àlàyé physicochemical àti lílò rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí afikún omi láti ṣe àyẹ̀wò àwọn ànímọ́ omi ìlù àti agbára ìdíwọ́ wíwú rẹ̀. Nínú ìwádìí yìí, CA yóò ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí olùgbà hydrogen bond nígbàtí glycerol (Gly) yóò ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí olùfúnni hydrogen bond tí a yàn gẹ́gẹ́ bí ìlànà ìṣàyẹ̀wò MH fún ìṣẹ̀dá/yíyàn NADES nínú àwọn ìkẹ́kọ̀ọ́ ìdíwọ́ shale30. Àwọn ìwọ̀n Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) àti zeta potential (ZP) yóò ṣàlàyé àwọn ìbáṣepọ̀ NADES-clay àti ìlànà tí ó wà lábẹ́ ìdíwọ́ wíwú amọ̀. Ní àfikún, ìwádìí yìí yóò fi omi ìlù CA NADES wé pẹ̀lú DES32 tí ó dá lórí 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl àti choline chloride:urea (1:2) láti ṣe ìwádìí lórí bí wọ́n ṣe ń dènà shale àti bí wọ́n ṣe ń mú iṣẹ́ omi ìlù sunwọ̀n síi.
A ra sitric acid (monohydrate), glycerol (99 USP), ati urea lati EvaChem, Kuala Lumpur, Malaysia. A ra choline chloride (>98%), [EMIM]Cl 98%, ati potassium chloride lati Sigma Aldrich, Malaysia. A fihan awọn eto kemikali ti gbogbo awọn kemikali ni Aworan 1. Aworan alawọ ewe naa fi awọn kemikali pataki ti a lo ninu iwadi yii wera: omi imidazolyl ionic, choline chloride (DES), citric acid, glycerol, potassium chloride, ati NADES (citric acid ati glycerol). A gbekalẹ tabili ore-ayika ti awọn kemikali ti a lo ninu iwadi yii ni Tabili 1. Ninu tabili naa, a ṣe idiyele kemikali kọọkan da lori majele, ibajẹ biogradability, idiyele, ati iduroṣinṣin ayika.
Àwọn ìṣètò kẹ́míkà ti àwọn ohun èlò tí a lò nínú ìwádìí yìí: (a) síkírítísìdì, (b) [EMIM]Cl, (c) síkírílíìdì, àti (d) síkírílíìdì.
A yan àwọn olùfúnni tí ó ní ìdènà hydrogen (HBD) àti àwọn olùgbà hydrogen bond (HBA) fún ìdàgbàsókè CA (ìdènà eutectic solvent adayeba) tí ó da lórí NADES ní pẹ̀lẹ́pẹ̀lẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn ìlànà yíyàn MH 30, èyí tí a ṣe fún ìdàgbàsókè NADES gẹ́gẹ́ bí àwọn ìdènà shale tí ó munadoko. Gẹ́gẹ́ bí ìlànà yìí, àwọn èròjà tí ó ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùfúnni hydrogen bond àti àwọn olùgbà pẹ̀lú àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ polar ni a kà sí pé ó yẹ fún ìdàgbàsókè NADES.
Ní àfikún, a yan omi ionic [EMIM]Cl àti choline chloride:urea deep eutectic solvent (DES) fún ìfiwéra nínú ìwádìí yìí nítorí pé a lò wọ́n dáadáa gẹ́gẹ́ bí àwọn afikún omi tí a fi ń lù omi33,34,35,36. Ní àfikún, a fi potassium chloride (KCl) wéra nítorí pé ó jẹ́ ohun tí ó ń dènà àrùn náà.
A da citric acid ati glycerol po ni awọn ipin molar oriṣiriṣi lati gba awọn adalu eutectic. Ayẹwo wiwo fihan pe adalu eutectic jẹ omi ti o jọra, ti o han gbangba laisi turbidity, ti o fihan pe a ti dapọ awọn oluranlowo hydrogen bond (HBD) ati awọn olugba hydrogen bond (HBA) ni aṣeyọri ninu akojọpọ eutectic yii. Awọn idanwo akọkọ ni a ṣe lati ṣe akiyesi ihuwasi ti o da lori iwọn otutu ti ilana idapọ ti HBD ati HBA. Gẹgẹbi awọn iwe ti o wa, a ṣe ayẹwo ipin ti awọn adalu eutectic ni awọn iwọn otutu pato mẹta loke 50 °C, 70 °C ati 100 °C, ti o fihan pe iwọn otutu eutectic nigbagbogbo wa laarin 50-80 °C. A lo iwọntunwọnsi oni-nọmba Mettler lati ṣe iwọn awọn paati HBD ati HBA ni deede, ati pe a lo awo gbona Thermo Fisher lati gbona ati ru HBD ati HBA ni 100 rpm labẹ awọn ipo iṣakoso.
Àwọn ohun-ìní thermophysical ti solvent jinle eutectic solvent wa (DES), pẹlu iwuwo, surface tension, refractive index, ati viscosity, ni a wọn ni deede lori iwọn otutu lati 289.15 si 333.15 K. O yẹ ki a ṣe akiyesi pe iwọn otutu yii ni a yan ni pataki nitori awọn idiwọn ti awọn ẹrọ ti o wa tẹlẹ. Atunyẹwo pipe naa pẹlu iwadi jinle ti awọn ohun-ini thermophysical oriṣiriṣi ti agbekalẹ NADES yii, ti o ṣafihan ihuwasi wọn lori awọn iwọn otutu oriṣiriṣi. Dídarí lori iwọn otutu pato yii pese awọn oye sinu awọn ohun-ini NADES ti o ṣe pataki fun ọpọlọpọ awọn ohun elo.
A wọn ìfúnpọ̀ ojú ilẹ̀ NADES tí a ti múra sílẹ̀ láti 289.15 sí 333.15 K nípa lílo mita ìfúnpọ̀ ojú ilẹ̀ (IFT700). A ń ṣẹ̀dá àwọn ìfúnpọ̀ NADES nínú yàrá kan tí a fi omi púpọ̀ kún nípa lílo abẹ́rẹ́ capillary lábẹ́ àwọn ipò ìgbóná àti ìfúnpọ̀ pàtó. Àwọn ètò àwòrán òde òní ń ṣe àgbékalẹ̀ àwọn pàrámítà onígun mẹ́rin tí ó yẹ láti ṣírò ìfúnpọ̀ ojú ilẹ̀ nípa lílo ìṣètò Laplace.
A lo ohun èlò ìṣàyẹ̀wò ATAGO láti mọ ìwọ̀n ìṣàyẹ̀wò ti NADES tuntun tí a ti múra sílẹ̀ lórí ìwọ̀n ìgbóná tí ó wà láàárín 289.15 sí 333.15 K. Ohun èlò náà ń lo ohun èlò ìṣàyẹ̀wò ooru láti ṣe àtúnṣe ìwọ̀n ìgbóná láti ṣe àyẹ̀wò ìwọ̀n ìṣàyẹ̀wò ìmọ́lẹ̀, èyí tí ó mú kí ó ṣòro fún omi ìwẹ̀ tí ó wà ní ìwọ̀n ìgbóná déédé. A gbọ́dọ̀ fọ ojú prism ti ohun èlò ìṣàyẹ̀wò náà, kí a sì pín omi ìṣàyẹ̀wò náà déédé lórí rẹ̀. Ṣe àtúnṣe pẹ̀lú omi ìṣàyẹ̀wò tí a mọ̀, lẹ́yìn náà ka ìwé ìṣàyẹ̀wò láti inú ìbòjú náà.
A wọn ìfọ́síkẹ̀ ti NADES tí a ti múra sílẹ̀ lórí ìwọ̀n otútù 289.15 sí 333.15 K nípa lílo Brookfield rotational viscometer (irú cryogenic) ní ìwọ̀n ìṣẹ́sẹ̀ 30 rpm àti ìwọ̀n spindle tí ó jẹ́ 6. Viscometer náà ń wọn ìfọ́síkẹ̀ nípa pípinnu ìfọ́síkẹ̀ tí ó yẹ kí ó yí spindle náà ní iyàrá tí ó dúró ṣinṣin nínú àyẹ̀wò omi. Lẹ́yìn tí a bá gbé àyẹ̀wò náà sí orí ìbòjú lábẹ́ spindle náà tí a sì ti dì í mú, viscometer náà ń fi ìfọ́síkẹ̀ hàn ní centipoise (cP), ó sì ń fúnni ní ìwífún nípa àwọn ohun ìní rheological ti omi náà.
A lo mita iwuwo gbigbe DMA 35 Basic lati pinnu iwuwo ti epo eutectic adayeba ti a pese tuntun (NDEES) ni iwọn otutu ti 289.15–333.15 K. Niwọn igba ti ẹrọ naa ko ni ẹrọ ti a ṣe sinu rẹ, o gbọdọ jẹ ki o gbona si iwọn otutu ti a sọ tẹlẹ (± 2 °C) ṣaaju lilo mita iwuwo NADES. Fa o kere ju 2 milimita ti ayẹwo nipasẹ tube naa, iwuwo naa yoo han loju iboju lẹsẹkẹsẹ. O ṣe pataki lati ṣe akiyesi pe nitori aini ẹrọ ti a ṣe sinu rẹ, awọn abajade wiwọn ni aṣiṣe ti ± 2 °C.
Láti ṣe àyẹ̀wò pH ti NADES tuntun tí a ti múra sílẹ̀ ní ìwọ̀n otútù 289.15–333.15 K, a lo mita pH benchtop Kenis. Nítorí pé kò sí ẹ̀rọ ìgbóná tí a kọ́ sínú rẹ̀, a kọ́kọ́ gbóná NADES sí ìwọ̀n otútù tí a fẹ́ (±2 °C) nípa lílo àwo gbígbóná, lẹ́yìn náà a wọ́n tààrà pẹ̀lú mita pH. Fi ohun èlò pH náà sínú NADES pátápátá kí o sì kọ iye ìkẹyìn sílẹ̀ lẹ́yìn tí kíkà náà bá ti dúró dáadáa.
A lo itupalẹ Thermogravimetric (TGA) lati ṣe ayẹwo iduroṣinṣin ooru ti awọn solvents eutectic jinna adayeba (NADES). A ṣe itupalẹ awọn ayẹwo lakoko igbona. Nipa lilo iwọntunwọnsi ti o ga julọ ati abojuto ilana igbona pẹlu iṣọra, a ṣẹda aaye ti pipadanu ibi-pupọ si iwọn otutu. A gbona NADES lati 0 si 500 °C ni oṣuwọn ti 1 °C fun iṣẹju kan.
Láti bẹ̀rẹ̀ iṣẹ́ náà, a gbọ́dọ̀ da àyẹ̀wò NADES pọ̀ dáadáa, kí a sọ wọ́n di ọ̀kan, kí a sì yọ ọrinrin ojú ilẹ̀ kúrò. Lẹ́yìn náà, a ó fi àyẹ̀wò tí a pèsè sílẹ̀ sínú TGA cuvette, èyí tí a sábà máa ń fi ohun èlò tí kò ṣiṣẹ́ bíi aluminiomu ṣe. Láti rí i dájú pé àwọn àbájáde tó péye, a máa ń ṣe àtúnṣe àwọn ohun èlò TGA nípa lílo àwọn ohun èlò ìtọ́kasí, èyí tí ó sábà máa ń jẹ́ ìwọ̀n ìwúwo. Nígbà tí a bá ti ṣe àtúnṣe, àyẹ̀wò TGA bẹ̀rẹ̀, a sì máa ń gbóná àyẹ̀wò náà lọ́nà tí a ṣàkóso, ní ìwọ̀n tí ó máa ń wà déédéé. Àbójútó ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n ìwúwo àyẹ̀wò àti ìwọ̀n ìgbóná jẹ́ apá pàtàkì nínú àyẹ̀wò náà. Àwọn ohun èlò TGA ń kó ìwífún jọ lórí ìwọ̀n ìgbóná, ìwúwo, àti àwọn pàrámítà mìíràn bíi ṣíṣàn gaasi tàbí ìwọ̀n ìgbóná àyẹ̀wò. Nígbà tí àyẹ̀wò TGA bá parí, a ó ṣe àtúnyẹ̀wò ìwífún tí a kó jọ láti pinnu ìyípadà nínú ìwọ̀n ìwúwo àyẹ̀wò gẹ́gẹ́ bí iṣẹ́ ìwọ̀n ìgbóná. Ìwífún yìí ṣe pàtàkì ní ṣíṣe ìpinnu àwọn ìwọ̀n ìgbóná tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìyípadà ti ara àti kẹ́míkà nínú àyẹ̀wò náà, títí kan àwọn ìlànà bíi yíyọ́, ìtújáde, ìfọ́mọ́, tàbí ìbàjẹ́.
A ṣe àgbékalẹ̀ omi ìwakọ̀ tí a fi omi ṣe pẹ̀lú ìṣọ́ra gẹ́gẹ́ bí ìlànà API 13B-1, a sì kọ àkójọpọ̀ rẹ̀ sí inú Táblì 2 fún ìtọ́kasí. A ra Citric acid àti glycerol (99 USP) láti Sigma Aldrich, Malaysia láti pèsè omi eutectic jinlẹ̀ adayeba (NADES). Ní ​​àfikún, a tún ra potassium chloride (KCl) tí ó ń dènà shale àtọwọ́dá láti Sigma Aldrich, Malaysia. A yan 1-ethyl, 3-methylimidazolium chloride ([EMIM]Cl) pẹ̀lú mímọ́ tí ó ju 98% lọ nítorí ipa pàtàkì rẹ̀ nínú mímú kí omi ìwakọ̀ àti ìdènà shale sunwọ̀n sí i, èyí tí a fìdí rẹ̀ múlẹ̀ nínú àwọn ìwádìí ìṣáájú. A óò lo KCl àti ([EMIM]Cl) méjèèjì nínú ìṣàyẹ̀wò ìfiwéra láti ṣe àyẹ̀wò iṣẹ́ ìdènà shale ti NADES.
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùwádìí ló fẹ́ràn láti lo bentonite flakes láti ṣe ìwádìí lórí ìwúwo shale nítorí pé bentonite ní irú “montmorillonite” kan náà tó ń fa ìwúwo shale. Gbígbà àwọn àpẹẹrẹ shale core gidi jẹ́ ìpèníjà nítorí pé ìlànà coring ń ba shale jẹ́, èyí tó ń yọrí sí àwọn àpẹẹrẹ tí kì í ṣe shale pátápátá ṣùgbọ́n tó sábà máa ń ní àdàpọ̀ òkúta sandstone àti limestone. Ní àfikún, àwọn àpẹẹrẹ shale sábà máa ń ní àwọn ẹgbẹ́ montmorillonite tó ń fa ìwúwo shale, nítorí náà wọn kò yẹ fún àwọn ìdánwò ìdíwọ́ ìwúwo.
Nínú ìwádìí yìí, a lo àwọn èròjà bentonite tí a tún ṣe àtúnṣe pẹ̀lú ìwọ̀n ìbú tí ó tó nǹkan bí 2.54 cm. A ṣe àwọn èròjà náà nípa títẹ 11.5 giramu ti lulú sodium bentonite nínú ẹ̀rọ ìtẹ̀wé hydraulic ní 1600 psi. A wọn ìwọ̀n ìwúwo àwọn èròjà náà dáadáa kí a tó fi wọ́n sínú linear dilatometer (LD). Lẹ́yìn náà, a tẹ àwọn èròjà náà sínú àwọn àpẹẹrẹ omi tí a fi ń gún omi, títí kan àwọn àpẹẹrẹ ìpìlẹ̀ àti àwọn àpẹẹrẹ tí a fi àwọn inhibitors tí a lò láti dènà wíwú shale. Lẹ́yìn náà, a ṣe àyẹ̀wò ìyípadà nínú ìwọ̀n granule náà pẹ̀lú LD, pẹ̀lú àwọn ìwọ̀n tí a kọ sílẹ̀ ní àárín ìṣẹ́jú-àáyá 60 fún wákàtí 24.
Ìyàtọ̀ ìtànṣán X-ray fihàn pé ìṣẹ̀dá bentonite, pàápàá jùlọ ìpín montmorillonite rẹ̀ 47%, jẹ́ kókó pàtàkì nínú òye àwọn ànímọ́ ilẹ̀ ayé rẹ̀. Láàrín àwọn ìpín montmorillonite ti bentonite, montmorillonite ni ìpín pàtàkì, tí ó jẹ́ 88.6% ti gbogbo ìpín náà. Ní àkókò kan náà, quartz jẹ́ 29%, illite fún 7%, àti carbonate fún 9%. Apá kékeré kan (ní nǹkan bí 3.2%) jẹ́ àdàpọ̀ illilite àti montmorillonite. Ní àfikún, ó ní àwọn èròjà ìtọ́kasí bíi Fe2O3 (4.7%), silver aluminosilicate (1.2%), muscovite (4%), àti phosphate (2.3%). Ní ​​àfikún, ìwọ̀n díẹ̀ ti Na2O (1.83%) àti iron silicate (2.17%) wà, èyí tí ó mú kí ó ṣeé ṣe láti mọ àwọn èròjà bentonite àti ìwọ̀n wọn ní kíkún.
Apá ìwádìí tó péye yìí ṣàlàyé àwọn ohun tó ń fa ìṣàn ara àti ìfọ́mọ́ra àwọn àpẹẹrẹ omi ìfọ́ tí a ṣe nípa lílo omi ìfọ́mọ́ra tó jinlẹ̀ (NADES) tí a sì lò gẹ́gẹ́ bí afikún omi ìfọ́mọ́ra ní onírúurú ìfọ́pọ̀ (1%, 3% àti 5%). Lẹ́yìn náà, a fi àwọn àpẹẹrẹ omi ìfọ́mọ́ra tí ó dá lórí NADES wéra pẹ̀lú àwọn àpẹẹrẹ omi ìfọ́mọ́ra tí ó ní potassium chloride (KCl), CC:urea DES (choline chloride deep eutectic solvent:urea) àti ionic liquids. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn pàrámítà pàtàkì ni a bo nínú ìwádìí yìí pẹ̀lú àwọn kíkà viscosity tí a rí nípa lílo FANN viscometer ṣáájú àti lẹ́yìn ìfarahàn sí àwọn ipò ogbó ní 100°C àti 150°C. A ṣe àwọn ìwọ̀n ní àwọn iyàrá yíyípo tó yàtọ̀ síra (3 rpm, 6 rpm, 300 rpm àti 600 rpm) èyí tí ó fúnni ní àǹfààní láti ṣe àgbéyẹ̀wò pípéye nípa ìwà omi ìfọ́mọ́ra. A lè lo àwọn dátà tí a gbà láti pinnu àwọn ohun pàtàkì bíi yíyọ ibi ìfọ́mọ́ra (YP) àti viscosity plastic (PV), èyí tí ó fúnni ní òye nípa iṣẹ́ omi lábẹ́ onírúurú ipò. Àwọn ìdánwò ìṣàlẹ̀ ìgbóná gíga (HPHT) ní 400 psi àti 150°C (iwọ̀n otútù tó wọ́pọ̀ nínú àwọn kànga ìgbóná gíga) ló ń pinnu iṣẹ́ ìṣàlẹ̀ (ìwọ̀n àkàrà àti ìwọ̀n àlẹ̀mọ́).
Apá yìí lo àwọn ohun èlò ìgbàlódé, Grace HPHT Linear Dilatometer (M4600), láti ṣe àyẹ̀wò àwọn ohun èlò ìdíwọ́ ìwúwo shale ti àwọn omi ìwakọ̀ wa tí a fi omi ṣe. LSM jẹ́ ẹ̀rọ ìgbàlódé tí ó ní àwọn èròjà méjì: àwo onípele àti ìlà dílátómítà (àwòṣe: M4600). A pèsè àwọn àwo Bentonite fún ìwádìí nípa lílo Grace Core/Plate Compactor. LSM náà pèsè ìwífún ìwúwo lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀ lórí àwọn àwo wọ̀nyí, èyí tí ó fúnni ní àǹfààní láti ṣe àyẹ̀wò pípéye ti àwọn ohun ìní ìdíwọ́ ìwúwo shale. A ṣe àwọn ìdánwò ìfẹ̀sí shale lábẹ́ àwọn ipò àyíká, ìyẹn ni, 25°C àti 1 psia.
Idanwo iduroṣinṣin shale kan ni idanwo pataki kan ti a maa n pe ni idanwo imularada shale, idanwo shale dip tabi idanwo pipinka shale. Lati bẹrẹ iṣayẹwo yii, a ya awọn gige shale kuro lori iboju #6 BSS lẹhinna a gbe wọn si iboju #10. Lẹhinna a fi awọn gige naa sinu ojò idaduro nibiti a ti da wọn pọ mọ omi ipilẹ ati ẹrẹ̀ lilu ti o ni NADES (Natural Deep Eutectic Solvent). Igbese ti o tẹle ni lati gbe adalu naa sinu adiro fun ilana yiyi gbona ti o lagbara, rii daju pe awọn gige ati ẹrẹ̀ ti dapọ daradara. Lẹhin wakati 16, a yọ awọn gige kuro ninu pulp nipa gbigba shale laaye lati jẹ ki o jẹra, eyiti o yorisi idinku ninu iwuwo gige. Idanwo imularada shale ni a ṣe lẹhin ti a ti di awọn gige shale mu ninu ẹrẹ̀ lilu ni 150°C ati 1000 psi. inch laarin wakati 24.
Láti wọn bí a ṣe rí amọ̀ shale náà, a fi àwọ̀ tó wúwo jù (40 mesh) wẹ̀ ẹ́ dáadáa, lẹ́yìn náà a fi omi wẹ̀ ẹ́ dáadáa, a sì gbẹ ẹ́ nínú ààrò. Ìlànà tó wúni lórí yìí jẹ́ kí a lè ṣe ìṣirò amọ̀ tí a ti rí ní ìfiwéra pẹ̀lú ìwọ̀n ìpilẹ̀ṣẹ̀, nígbẹ̀yìn-gbẹ́yín a ṣírò ìpín ogorun amọ̀ shale tí a ti rí gbà ní àṣeyọrí. Orísun àwọn àpẹẹrẹ shale náà wá láti Niah District, Miri District, Sarawak, Malaysia. Kí a tó ṣe àyẹ̀wò ìtúká àti ìgbàpadà, a ṣe àyẹ̀wò ìfọ́pọ̀ X-ray diffraction (XRD) kí a tó lè mọ bí amọ̀ náà ṣe rí àti láti jẹ́rìí sí i pé ó yẹ fún ìdánwò. Ìṣètò ohun amọ̀ amọ̀ tí a fi ṣe àyẹ̀wò náà nìyí: illite 18%, kaolinite 31%, chlorite 22%, vermiculite 10%, àti mica 19%.
Ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ jẹ́ kókó pàtàkì kan tí ó ń ṣàkóso wíwọlé àwọn cations omi sínú àwọn micropores shale nípasẹ̀ iṣẹ́ capillary, èyí tí a óò kẹ́kọ̀ọ́ ní kíkún nínú abala yìí. Ìwé yìí ṣàyẹ̀wò ipa tí ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ ní nínú ohun ìní ìṣọ̀kan ti àwọn omi ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀, ó sì tẹnu mọ́ ipa pàtàkì rẹ̀ lórí ìlànà ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀, pàápàá jùlọ ìdènà shale. A lo interfacial tensiometer (IFT700) láti wọn ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ ti àwọn àpẹẹrẹ omi ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ dáadáa, èyí tí ó fi apá pàtàkì kan hàn ti ìwà omi ní àyíká ìdènà shale.
Apá yìí ṣàlàyé nípa àlàfo d-layer lẹ́kùn-únrẹ́rẹ́, èyí tí í ṣe àlàfo àárín láàrín àwọn fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ aluminosilicate àti fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ aluminosilicate kan nínú àwọn amọ̀. Ìwádìí náà bo àwọn àpẹẹrẹ ẹrẹ̀ tí ó ní 1%, 3% àti 5% CA NADES, àti 3% KCl, 3% [EMIM]Cl àti 3% CC:urea DES fún ìfiwéra. Apẹẹrẹ X-ray diffractometer onípele-pupọ (D2 Phaser) tí ó ń ṣiṣẹ́ ní 40 mA àti 45 kV pẹ̀lú ìtànṣán Cu-Kα (λ = 1.54059 Å) kó ipa pàtàkì nínú gbígba àwọn òkè X-ray diffraction ti àwọn àpẹẹrẹ Na-Bt tí ó rọ̀ àti tí ó gbẹ. Lílo ìṣètò Bragg mú kí ó ṣeé ṣe láti mọ àlàfo d-layer náà dáadáa, nípa bẹ́ẹ̀ ó ń pèsè ìwífún nípa ìwà amọ̀ náà.
Apá yìí lo ohun èlò Malvern Zetasizer Nano ZSP tó ti ní ìlọsíwájú láti wọn agbára zeta dáadáa. Ìṣàyẹ̀wò yìí fúnni ní ìwífún tó wúlò lórí àwọn ànímọ́ ìdíyelé ti àwọn àyẹ̀wò ẹrẹ̀ tí ó ní 1%, 3%, àti 5% CA NADES, àti 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, àti 3% DES tí ó dá lórí CC:urea fún ìṣàyẹ̀wò ìfiwéra. Àwọn àbájáde wọ̀nyí ń ṣe àfikún sí òye wa nípa ìdúróṣinṣin àwọn àkópọ̀ colloidal àti ìbáṣepọ̀ wọn nínú omi.
A ṣe àyẹ̀wò àwọn àpẹẹrẹ amọ̀ náà kí wọ́n tó fi ara wọn hàn sí omi ìtútù eutectic adayeba (NADES) àti lẹ́yìn tí wọ́n fi ara wọn hàn sí omi ìtútù eutectic adayeba (NADES) nípa lílo ohun èlò amóhùnmáwòrán Zeiss Supra 55 VP field emission scanning (FESEM) tí a fi agbára ìtújáde X-ray (EDX) ṣe. Ìpinnu àwòrán náà jẹ́ 500 nm àti agbára ìtànṣán elekitironi jẹ́ 30 kV àti 50 kV. FESEM pèsè ìwòran gíga ti ìrísí ojú ilẹ̀ àti àwọn ànímọ́ ìṣètò ti àwọn àpẹẹrẹ amọ̀. Ète ìwádìí yìí ni láti gba ìwífún nípa ipa NADES lórí àwọn àpẹẹrẹ amọ̀ nípa fífi àwọn àwòrán tí a rí ṣáájú àti lẹ́yìn ìfarahàn wéra.
Nínú ìwádìí yìí, a lo ìmọ̀ ẹ̀rọ ìwádìí ìtànṣán ìtújáde pápá (FESEM) láti ṣe ìwádìí nípa ipa tí NADES ní lórí àwọn àpẹẹrẹ amọ̀ ní ìpele kékeré. Ète ìwádìí yìí ni láti ṣàlàyé àwọn ìlò tí NADES lè lò àti ipa rẹ̀ lórí ìrísí amọ̀ àti ìwọ̀n pàtákì lápapọ̀, èyí tí yóò fúnni ní ìwífún tó wúlò fún ìwádìí ní ẹ̀ka yìí.
Nínú ìwádìí yìí, a lo àwọn ọ̀pá àṣìṣe láti ṣàpèjúwe ìyàtọ̀ àti àìdánilójú ti àròpín ìpín ọgọ́rùn-ún (AMPE) ní gbogbo àwọn ipò ìwádìí. Dípò gbígbé àwọn ìwọ̀n AMPE kọ̀ọ̀kan kalẹ̀ (nítorí pé gbígbé àwọn ìwọ̀n AMPE kalẹ̀ lè bo àwọn àṣà mọ́lẹ̀ kí ó sì sọ àwọn ìyàtọ̀ kékeré di ohun tí ó ga), a ṣírò àwọn ọ̀pá àṣìṣe nípa lílo òfin 5%. Ọ̀nà yìí ń rí i dájú pé ọ̀pá àṣìṣe kọ̀ọ̀kan dúró fún àkókò tí a retí pé ààrín ìgbẹ́kẹ̀lé 95% àti 100% ti àwọn iye AMPE yóò dínkù, èyí sì ń fúnni ní àkópọ̀ pípín dátà tí ó ṣe kedere àti tí ó ṣe kedere fún ipò ìwádìí kọ̀ọ̀kan. Lílo àwọn ọ̀pá àṣìṣe tí ó dá lórí òfin 5% ń mú kí ìtumọ̀ àti ìgbẹ́kẹ̀lé àwọn àfihàn àwòrán sunwọ̀n sí i, ó sì ń ran wá lọ́wọ́ láti ní òye kíkún nípa àwọn àbájáde àti àwọn ìtumọ̀ wọn.
Nínú ìṣẹ̀dá àwọn ohun èlò ìpara eutectic tí ó jinlẹ̀ (NADES), a ṣe àyẹ̀wò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn pàrámítà pàtàkì nígbà ìpèsè inú ilé. Àwọn kókó pàtàkì wọ̀nyí ní ìwọ̀n otútù, ìpíndọ́gba molar, àti iyàrá ìdàpọ̀. Àwọn àyẹ̀wò wa fihàn pé nígbà tí a bá da HBA (citric acid) àti HBD (glycerol) pọ̀ ní ìpíndọ́gba molar ti 1:4 ní 50°C, a máa ń ṣe àdàpọ̀ eutectic kan. Àmì ìyàtọ̀ ti àdàpọ̀ eutectic ni ìrísí rẹ̀ tí ó ṣe kedere, tí ó jọra, àti àìsí edịdì. Nítorí náà, ìgbésẹ̀ pàtàkì yìí ṣe àfihàn pàtàkì ìpíndọ́gba molar, iwọ̀n otútù, àti iyàrá ìdàpọ̀, lára ​​èyí tí ìpíndọ́gba molar jẹ́ ohun tí ó ní ipa jùlọ nínú ìpèsè DES àti NADES, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 2.
Àtọ́ka ìfàmọ́ra (n) ń ṣàfihàn ìpíndọ́gba iyàrá iyára iyára iyára nínú afẹ́fẹ́ sí iyára iyára iyára ní àárín ìṣẹ́jú kan, tí ó nípọn jù. Àtọ́ka ìfàmọ́ra jẹ́ ohun pàtàkì fún àwọn ohun èlò ìfàmọ́ra eutectic adayeba (NADES) nígbà tí a bá ń ronú nípa àwọn ohun èlò ìfàmọ́ra optically affectly optically as a biosensors. Àtọ́ka ìfàmọ́ra ti NADES tí a kẹ́kọ̀ọ́ ní 25 °C jẹ́ 1.452, èyí tí ó jẹ́ ohun tí ó kéré sí ti glycerol lọ́nà tí ó yani lẹ́nu.
Ó ṣe pàtàkì láti kíyèsí pé àtọ́ka ìfàmọ́ra ti NADES dínkù pẹ̀lú iwọ̀n otútù, a sì lè ṣàlàyé àṣà yìí dáadáa nípasẹ̀ fọ́múlá (1) àti Àwòrán 3, pẹ̀lú àṣìṣe ìpíndọ́gba pípé (AMPE) tó dé 0%. Ìwà tí ó da lórí iwọ̀n otútù yìí ni a ṣàlàyé nípa ìdínkù nínú ìfàmọ́ra àti ìwọ̀n ní iwọ̀n otútù gíga, èyí tí ó mú kí ìmọ́lẹ̀ rìn gba àárín gbùngbùn náà kọjá ní iyàrá gíga, èyí tí ó yọrí sí iye ìfàmọ́ra (n). Àwọn èsì wọ̀nyí fúnni ní òye tó ṣeyebíye nípa lílo NADES ní ìmọ̀ ìjìnlẹ̀, èyí tí ó ń fi agbára wọn hàn fún àwọn ohun èlò biosensor.
Ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀, èyí tí ó ń ṣàfihàn ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ omi láti dín agbègbè rẹ̀ kù, ṣe pàtàkì gidigidi ní ṣíṣe àyẹ̀wò bí àwọn ohun èlò ìtújáde eutectic adayeba (NADES) ṣe yẹ fún àwọn ohun èlò tí ó da lórí ìfúnpá capillary. Ìwádìí lórí ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ ní ìwọ̀n otútù 25–60 °C pèsè ìwífún tó wúlò. Ní 25 °C, ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ ti NADES tí ó da lórí citric acid jẹ́ 55.42 mN/m, èyí tí ó kéré sí i ju ti omi àti glycerol lọ. Àwòrán 4 fihàn pé ìtẹ̀sí ojú ilẹ̀ ń dínkù gidigidi pẹ̀lú ìgbóná tí ń pọ̀ sí i. A lè ṣàlàyé ìṣẹ̀lẹ̀ yìí nípa ìbísí nínú agbára kinetic molikula àti ìdínkù lẹ́yìn náà nínú àwọn agbára tí ó fà mọ́ intermolecular.
A le fi ìṣàfihàn ìṣàfihàn ìdínkù ìlà ti ìfọ́ ojú ilẹ̀ tí a ṣàkíyèsí nínú NADES tí a ṣe àyẹ̀wò rẹ̀ hàn dáadáa nípa ìṣètò (2), èyí tí ó ṣàfihàn ìbáṣepọ̀ ìṣirò ìpìlẹ̀ nínú ìwọ̀n otútù ti 25–60 °C. Àwòrán tí ó wà nínú Àwòrán 4 ṣe àfihàn kedere ìṣàfihàn ìfọ́ ojú ilẹ̀ pẹ̀lú ìwọ̀n otútù pẹ̀lú àṣìṣe ìpíndọ́gba pípé (AMPE) ti 1.4%, èyí tí ó ṣe àfihàn ìpéye àwọn iye ìfọ́ ojú ilẹ̀ tí a ròyìn. Àwọn àbájáde wọ̀nyí ní àwọn ìtumọ̀ pàtàkì fún òye ìṣe NADES àti àwọn ìlò rẹ̀ tí ó ṣeé ṣe.
Lílóye ìyípadà ìwọ̀n agbára ti àwọn ohun èlò ìṣàn omi eutectic adayeba (NADES) ṣe pàtàkì láti mú kí wọ́n rọrùn fún lílò wọn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìwádìí ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì. Ìwọ̀n agbára NADES tí ó jẹ́ ti citric acid ní 25°C jẹ́ 1.361 g/cm3, èyí tí ó ga ju ìwọ̀n agbára glycerol òbí lọ. A lè ṣàlàyé ìyàtọ̀ yìí nípa fífi ìfàmọ́ra hydrogen bond acceptor (citric acid) kún glycerol.
Bí a bá wo NADES tí ó dá lórí citrate gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ, ìwọ̀n rẹ̀ dín sí 1.19 g/cm3 ní 60°C. Ìbísí agbára kinetic nígbà tí a bá ń gbóná ara mú kí àwọn ohun èlò NADES túká, èyí tí ó mú kí wọ́n gba ìwọ̀n tó pọ̀ sí i, èyí tí ó yọrí sí ìdínkù nínú ìwọ̀n. Ìdínkù nínú ìwọ̀n tí a rí fi ìbáṣepọ̀ onílà kan hàn pẹ̀lú ìbísí nínú ìwọ̀n otútù, èyí tí a lè fi fọ́múlá (3) hàn dáadáa. Àwòrán 5 fi àwọn ànímọ́ wọ̀nyí hàn nípa ìyípadà ìwọ̀n NADES pẹ̀lú àṣìṣe ìpíndọ́gba pípé (AMPE) ti 1.12%, èyí tí ó pèsè ìwọ̀n ìpele ti ìpéye àwọn ìwọ̀n ìwọ̀n tí a ròyìn.
Ìfọ́ ni agbára ìfàmọ́ra láàárín àwọn ìpele omi tó yàtọ̀ síra tó ń lọ, ó sì ń kó ipa pàtàkì nínú òye bí àwọn ohun èlò ìfọ́ omi tó jinlẹ̀ (NADES) ṣe lè ṣiṣẹ́ ní onírúurú ìlò. Ní 25°C, ìfọ́ omi NADES jẹ́ 951 cP, èyí tó ga ju ti glycerol lọ.
Ìdínkù tí a rí nínú ìfọ́sí pẹ̀lú ìgbóná ara tó ń pọ̀ sí i ni a fi ń ṣàlàyé rẹ̀ nípa bí agbára ìfàmọ́ra intermolecular ṣe ń dínkù. Ìṣẹ̀lẹ̀ yìí máa ń yọrí sí ìdínkù nínú ìfọ́sí omi náà, èyí tí a fi hàn kedere nínú Àwòrán 6 tí a sì fi Ìgbékalẹ̀ (4) ṣe ìwọ̀n rẹ̀. Lóòótọ́, ní 60°C, ìfọ́sí náà máa ń dínkù sí 898 cP pẹ̀lú àṣìṣe ìpíndọ́gba gbogbogbòò (AMPE) ti 1.4%. Òye kíkún nípa ìfọ́sí àti ìgbẹ́kẹ̀lé ìwọ̀n otútù nínú NADES ṣe pàtàkì gidigidi fún lílò rẹ̀.
pH ti ojutu naa, ti a pinnu nipasẹ logarithm odi ti ifọkansi ion hydrogen, ṣe pataki, paapaa ninu awọn ohun elo ti o ni imọlara pH gẹgẹbi iṣelọpọ DNA, nitorinaa a gbọdọ ṣe ayẹwo pH ti NADES ni pẹkipẹki ṣaaju lilo. Ti a ba wo NADES ti o da lori citric acid gẹgẹbi apẹẹrẹ, a le rii pH acid ti o han gbangba ti 1.91, eyiti o yatọ si pH alailabo ti glycerol.
Ó yani lẹ́nu pé pH ti omi oníyọ̀ tí a fi citric acid dehydrogenase (NADES) ṣe fi ìtẹ̀sí tí kò ní ìlà hàn pẹ̀lú ìwọ̀n otútù tí ó ń pọ̀ sí i. Ìṣẹ̀lẹ̀ yìí ni a sọ pé ó jẹ́ nítorí ìgbì molecule tí ó ń pọ̀ sí i tí ó ń ba ìwọ́ntúnwọ̀nsì H+ nínú omi náà jẹ́, tí ó ń yọrí sí ìṣẹ̀dá àwọn ions [H]+ àti, ní ọ̀nà kan náà, ìyípadà nínú iye pH. Nígbà tí pH àdánidá ti citric acid wà láti 3 sí 5, wíwà hydrogen acid nínú glycerol túbọ̀ ń dín pH náà kù sí 1.91.
Ìwà pH ti NADES tí a fi citrate ṣe ní ìwọ̀n otútù 25–60 °C ni a lè fi ìṣirò (5) ṣe àfihàn rẹ̀ dáadáa, èyí tí ó fúnni ní ìfihàn ìṣirò fún ìtẹ̀sí pH tí a rí. Àwòrán 7 ṣe àfihàn ìbáṣepọ̀ tó dùn mọ́ni yìí lọ́nà àrà, ó sì ṣe àfihàn ipa tí ìwọ̀n otútù ní lórí pH ti NADES, èyí tí a ròyìn pé ó jẹ́ 1.4% fún AMPE.
A ṣe àgbéyẹ̀wò Thermogravimetric (TGA) ti citric acid adayeba jinna eutectic solvent (NADES) ni ọna ti a ṣe ni iwọn otutu lati iwọn otutu yara si 500 °C. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe le rí i láti inú Àwòrán 8a àti b, ìpàdánù ibi-iní àkọ́kọ́ tó dé 100 °C jẹ́ nítorí omi tí a fà mọ́ra àti omi ìfọ́mọ́ra tí ó níí ṣe pẹ̀lú citric acid àti glycerol mímọ́. A ṣe àkíyèsí ìdúró ibi-iní tó tó 88% títí dé 180 °C, èyí tí ó jẹ́ nítorí ìbàjẹ́ citric acid sí aconitic acid àti ìṣẹ̀dá methylmaleic anhydride (III) lẹ́yìn náà nígbà tí a bá tún gbóná sí i (Àwòrán 8b). Ní ​​òkè 180 °C, a tún le rí ìfarahàn kedere ti acrolein (acrylaldehyde) nínú glycerol, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 8b37.
Àyẹ̀wò Thermogravimetric (TGA) ti glycerol fi hàn pé ìṣiṣẹ́ pípadánù ibi-iṣẹ́ méjì kan wà. Ìpele àkọ́kọ́ (180 sí 220 °C) ní í ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá acrolein, lẹ́yìn náà ni pípadánù ibi-iṣẹ́ pàtàkì ní àwọn iwọ̀n otútù gíga láti 230 sí 300 °C (Àwòrán 8a). Bí iwọ̀n otútù náà ṣe ń pọ̀ sí i, acetaldehyde, carbon dioxide, methane, àti hydrogen ni a ń ṣẹ̀dá ní ìtẹ̀léra. Lóòótọ́, 28% nínú iwọ̀n náà nìkan ni a pa mọ́ ní 300 °C, èyí tí ó fihàn pé àwọn ohun-ìní pàtàkì ti NADES 8(a)38,39 lè ní àbùkù.
Láti gba ìwífún nípa ìṣẹ̀dá àwọn ìdè kẹ́míkà tuntun, a ṣe àyẹ̀wò àwọn ìdè tuntun ti àwọn ohun èlò ìdè eutectic adayeba (NADES) nípasẹ̀ Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). A ṣe àyẹ̀wò náà nípa fífi ìpele ìdè NADES wé ìpele ìdè tí ó mọ́ kedere ti citric acid (CA) àti glycerol (Gly). Ìpele CA fi àwọn òkè tí ó mọ́ kedere hàn ní 1752 1/cm àti 1673 1/cm, èyí tí ó dúró fún ìgbìn tí ń nà ti ìdè C=O àti pé ó tún jẹ́ àmì CA. Ní àfikún, a rí ìyípadà pàtàkì nínú ìgbìn títẹ̀ OH ní 1360 1/cm ní agbègbè ìka ọwọ́, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 9.
Bákan náà, ní ti glycerol, a rí àwọn ìyípadà ti ìfàsẹ́yìn OH àti ìfàsẹ́yìn ní àwọn nọ́mbà ìgbì omi ti 3291 1/cm àti 1414 1/cm, lẹ́sẹẹsẹ. Nísinsìnyí, nípa ṣíṣàyẹ̀wò àwọn ìpele NADES tí a ti pèsè sílẹ̀, a rí ìyípadà pàtàkì nínú ìpele ìgbì omi. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 7, ìfàsẹ́yìn ìfàsẹ́yìn ti ìdè C=O yípadà láti 1752 1/cm sí 1720 1/cm àti ìfàsẹ́yìn ìfàsẹ́yìn ti ìdè -OH ti glycerol yípadà láti 1414 1/cm sí 1359 1/cm. Àwọn ìyípadà wọ̀nyí nínú àwọn nọ́mbà ìgbì omi fihàn ìyípadà nínú electronegativity, èyí tí ó fihàn pé àwọn ìdè kẹ́míkà tuntun wà nínú ìṣètò NADES.