АТОМНО-УРОВНЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЛУБОКОЭВТЕКТИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ МАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ/ТИМОЛА С ГЛИЦЕРИНОМ

 Экономическая целесообразность биодизеля зависит от надлежащего удаления глицерина, основного побочного продукта, снижающего качество бензина. Существующие процессы очистки могут быть энергоемкими или приводить к образованию вторичных отходов, что требует создания новых эффективных растворителей. В данном исследовании используется теория функционала плотности (DFT) на уровне B3LYP/6-311G++(d,p) с дисперсионной поправкой D3(BJ) для оценки глубокого эвтектического растворителя (DES) на основе масляной кислоты и тимола для экстракции глицерина. Комплекс глицерин-DES был подвергнут квантово-химическим расчетам, которые включали оптимизацию геометрии, анализ естественного распределения зарядов и характеристику граничных орбиталей. Изучение контактных энергий, карт электростатического потенциала и молекулярных орбиталей показывает, что взаимодействие является экзотермическим (ΔH_int = -20,3 кДж/моль). Однако положительное изменение свободной энергии Гиббса (+21,9 кДж/моль) и большое отрицательное изменение энтропии (-142,1 Дж моль⁻¹ К⁻¹) указывают на несамопроизвольный характер взаимодействия в условиях окружающей среды, который преимущественно обусловлен энтальпией. Полученные результаты дают фундаментальное понимание механизмов взаимодействия на атомарном уровне, демонстрируя эффективность DFT для отбора кандидатов на роль DES. Хотя точная комбинация бутановой кислоты и тимола теоретически непригодна для спонтанного удаления глицерина, данное исследование обеспечивает прочную вычислительную основу.

1. Булгаков С. В. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА НА ТРАНСПОРТЕ // Прогрессивные технологии и процессы. – 2017. – С. 42-46.

2. Систер В. Г. Технология получения биодизельного топлива и грин-дизеля //Труды НАМИ. – 2010. – №. 243. – С. 53-55.

3. Ткач В. В., Шевцов С. А. Линия производства биодизельного топлива. – 2018.

4. Рогожин А. Е. и др. Анализ рынка биодизельного топлива в мире и Российской Федерации //НАУКА РОССИИ: ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ. – 2017. – С. 25-27.

5. Sander A. et al. Continuous purification of biodiesel with deep eutectic solvent in a laboratory Karr column //Separations. – 2024. – Т. 11. – №. 3. – С. 71.

6. Anđelović S. et al. Deep eutectic solvents for biodiesel purification in a microextractor: solvent preparation, selection and process optimization //Bioengineering. – 2022. – Т. 9. – №. 11. – С. 665.

7. Hayyan A. et al. Application of natural deep eutectic solvents in bulk liquid membrane system for removal of free glycerol from crude fatty acid methyl ester //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2022. – Т. 650. – С. 129449. 7654

8. Karibayev M., Shah D. Comprehensive computational analysis exploring the formation of caprolactam-based deep eutectic solvents and their applications in natural gas desulfurization //Energy & Fuels. – 2020. – Т. 34. – №. 8. – С. 9894-9902.

9. Хоанг Н. Д. О Производстве биодизельного топлива // Наука в центральной России. – 2015. – №. 5. – С. 46-52.

10. Бальжанова А. Т. Исследование влияния сырья и параметров синтеза на характеристики биодизельного топлива. – 2020.

11. Исаматова Д. Н. и др. ДИНАМИКА ПРОИЗВОДСТВА БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА И МЕТОДЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ // Universum: технические науки. – 2025. – Т. 5. – №. 3 (132). – С. 38-41.

12. Тертычная Т. Н. и др. Способ получения биодизельного топлива и установка для его осуществления. – 2020.

13. Хромова С. М. и др. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА //Нефтепереработка и нефтехимия. – 2025. – №. 9. – С. 39-47.

14. Smirnov A. et al. Study of the liquid–liquid equilibrium and extraction properties of deep eutectic solvents based on choline chloride for the separation of the ethanol–ethyl formate system for potential use in biofuel production // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2022. – Т. 62. – №. 1. – С. 586-597.