Российские и американские ученые протестировали бутоксиэтанол в качестве вещества, растворяющего масло (неполярную жидкость) в воде (полярной жидкости), что потенциально можно использовать для удаления нефтяных загрязнений. Соединение показало не меньшую эффективность, чем его наиболее известный аналог трет-бутанол, а также было менее летучим. Результаты исследования опубликованы в журналах Journal of Molecular Liquids и Data in Brief.
Большинство жидкостей можно условно разделить на две категории: полярные соединения, такие как вода, молекулы которых связаны водородными связями, и неполярные («масляные») соединения, в которых молекулы взаимодействуют друг с другом за счет сил Ван-дер-Ваальса. При смешении жидкостей двух типов наблюдается расслоение. Его можно предотвратить, добавляя амфифильные соединения. Их молекулы имеют две части — полярную, взаимодействующую с водой, и неполярную, контактирующую с маслом. Если неполярная часть такой молекулы сравнительно небольшая, то соединение, называется гидротропом и может растворять неполярное вещество в воде. По этому принципу работают вещества, удаляющие нефтяные разливы. Самый известный гидротроп — третичный бутиловый спирт (трет-бутанол).
Ученые из Губкинского и Мэрилендского университетов исследовали поведение другого гидротропа — бутоксиэтанола — в системах с водой и толуолом. Это соединение, в отличие от трет-бутанола, более гидрофобно — на границе раздела воды и масла оно занимает больший объем со стороны неполярной среды.
Эксперименты показали, что для растворения толуола («масла») в воде достаточно меньшего количества бутоксиэтанола по сравнению с трет-бутанолом. Кроме того, оказалось, в отсутствии гидротропа вязкость водной фазы существенно превышает вязкость масляной. По мере добавления бутоксиэтанола вязкость масла возрастала значительно быстрее, чем у воды. Авторы объяснили этот эффект тем, что в масляной фазе начали формироваться водородные связи между молекулами бутоксиэтанола и воды.
«Бутоксиэтанол будет хорошим реагентом для разработки новых средств для удаления нефтяных разливов. Он менее летуч, чем бутанол, а также лучше снижает натяжение жидкостей на границе “вода — масло”, благодаря чему помогает им смешиваться. Но оба эти соединения имеют общий недостаток — они токсичны. Снизить токсичность можно, поместив реагенты на пористый носитель. Эту технологию мы недавно запатентовали. В дальнейшем планируем исследовать другие “неидеальные” гидротропы, например изопропиловый спирт», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Андрей Новиков.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
