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क्लास्टिक जलाशयऽ म॑ शेल केरऽ विस्तार स॑ काफी समस्या पैदा होय छै, जेकरा स॑ वेलबोर म॑ अस्थिरता पैदा होय जाय छै । पर्यावरणीय कारण सं तेल आधारित ड्रिलिंग द्रव सं बेसि शेल अवरोधक कें साथ जल आधारित ड्रिलिंग द्रव कें उपयोग पसंद कैल जायत छै. आयनिक तरल पदार्थ (ILs) न॑ अपनऽ ट्यूनेबल गुण आरू मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक विशेषता के कारण शेल अवरोधक के रूप म॑ बहुत ध्यान आकर्षित करलकै । लेकिन इमिडाजोलाइल आधारित आयनिक तरल पदार्थ (आईएल), जेकरऽ व्यापक रूप स॑ ड्रिलिंग द्रव म॑ प्रयोग करलऽ जाय छै, जहरीला, गैर-जैव अपघटनीय आरू महंगा साबित होय गेलऽ छै । गहरा यूटेक्टिक विलायक (डीईएस) क॑ आयनिक तरल पदार्थऽ के अधिक लागत प्रभावी आरू कम जहरीला विकल्प मानलऽ जाय छै, लेकिन ई अखनी भी आवश्यक पर्यावरणीय स्थायित्व स॑ कम छै । ई क्षेत्र म॑ हाल केरऽ प्रगति के कारण प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) केरऽ शुरूआत होय गेलऽ छै, जे अपनऽ वास्तविक पर्यावरण अनुकूलता लेली जानलऽ जाय छै । ई अध्ययन म॑ एनएडीईएस केरऽ जांच करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा म॑ साइट्रिक एसिड (हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर के रूप म॑) आरू ग्लिसरॉल (हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर के रूप म॑) ड्रिलिंग फ्लूइड एडिटिव के रूप म॑ शामिल छै । एनएडीईएस आधारित ड्रिलिंग द्रव क॑ एपीआई १३बी-१ के अनुसार विकसित करलऽ गेलऽ छेलै आरू ओकरऽ प्रदर्शन के तुलना पोटेशियम क्लोराइड आधारित ड्रिलिंग द्रव, इमिडाजोलियम आधारित आयनिक तरल पदार्थ, आरू कोलाइन क्लोराइड:यूरिया-डीईएस आधारित ड्रिलिंग द्रव स॑ करलऽ गेलऽ छेलै । मालिकाना एनएडीईएस कें भौतिक रासायनिक गुणक कें विस्तार सं वर्णन कैल गेल छै. अध्ययन के दौरान ड्रिलिंग द्रव के रेओलॉजिकल गुण, द्रव के नुकसान, आरू शेल निरोध गुण के मूल्यांकन करलऽ गेलऽ छेलै, आरू ई देखलऽ गेलऽ छेलै कि 3% NADESs के सांद्रता म॑ उपज तनाव/प्लास्टिक चिपचिपाहट अनुपात (YP/PV) बढ़ी गेलऽ छै, मड केक के मोटाई म॑ 26% के कमी आबी गेलऽ छेलै, आरू छाननी के आयतन म॑ 30.1% के कमी आबी गेलऽ छेलै । उल्लेखनीय छै कि नाडेस न॑ ४९.१४% के प्रभावशाली विस्तार निरोध दर हासिल करलकै आरू शेल उत्पादन म॑ ८६.३६% के बढ़ोत्तरी करलकै । ई परिणाम एनएडीएस केरऽ मिट्टी केरऽ सतह गतिविधि, जीटा विभव, आरू अंतरपरत अंतराल क॑ संशोधित करै के क्षमता के कारण मानलऽ जाय छै, जेकरऽ चर्चा ई पत्र म॑ अंतर्निहित तंत्र क॑ समझै लेली करलऽ गेलऽ छै । ई टिकाऊ ड्रिलिंग द्रव पारंपरिक शेल जंग अवरोधक के गैर-विषाक्त, लागत प्रभावी, आरू अत्यधिक प्रभावी विकल्प उपलब्ध कराबै के माध्यम स॑ ड्रिलिंग उद्योग म॑ क्रांति लानै के उम्मीद छै, जेकरा स॑ पर्यावरण के अनुकूल ड्रिलिंग प्रथा के रास्ता खुलतै ।
शेल एकटा बहुमुखी चट्टान छै जे हाइड्रोकार्बन केरऽ स्रोत आरू जलाशय दूनू के रूप म॑ काम करै छै, आरू एकरऽ झरझरा संरचना1 ई बहुमूल्य संसाधनऽ के उत्पादन आरू भंडारण दूनू के संभावना प्रदान करै छै । मुदा शेल मे माटिक खनिज जेना मोंटमोरिलोनाइट, स्मेक्टाइट, काओलिनाइट आ इलाइट भरपूर होयत छै, जे पानी कें संपर्क मे आवय पर एकरा सूजन कें शिकार बनायत छै, जेकरा सं ड्रिलिंग कार्यक कें दौरान कुआं कें बोर मे अस्थिरता भ जायत छै2,3. इ मुद्दाक कें कारण गैर-उत्पादक समय (एनपीटी) आ परिचालन संबंधी समस्याक कें एकटा मेजबान भ सकय छै जइ मे फंसल पाइप, कीचड़ कें परिसंचरण कें नुकसान, वेलबोर कें ढहनाय आ बिट गंदगी, रिकवरी कें समय आ लागत मे वृद्धि शामिल छै. परंपरागत रूप सं, तेल आधारित ड्रिलिंग द्रव (ओबीडीएफ) शेल निर्माण कें लेल पसंदीदा विकल्प रहल छै, कियाकि एकरऽ क्षमता शैल विस्तार कें प्रतिरोध करय कें क्षमता छै4. लेकिन तेल आधारित ड्रिलिंग द्रव के उपयोग स॑ अधिक लागत आरू पर्यावरणीय जोखिम होय छै । सिंथेटिक आधारित ड्रिलिंग फ्लूइड (एसबीडीएफ) क॑ एकरऽ विकल्प मानलऽ गेलऽ छै, लेकिन उच्च तापमान प॑ एकरऽ उपयुक्तता असंतोषजनक छै । जल आधारित ड्रिलिंग द्रव (डब्ल्यूबीडीएफ) एकटा आकर्षक समाधान छै, कियाकि इ ओबीडीएफ5 सं बेसि सुरक्षित, पर्यावरण कें अनुकूल आ बेसि लागत प्रभावी छै. डब्ल्यूबीडीएफ केरऽ शेल निरोध क्षमता बढ़ाबै लेली विभिन्न शेल अवरोधक के उपयोग करलऽ गेलऽ छै, जेकरा म॑ पारंपरिक अवरोधक जेना कि पोटेशियम क्लोराइड, चूना, सिलिकेट, आरू बहुलक शामिल छै । लेकिन, ई अवरोधकऽ के प्रभावशीलता आरू पर्यावरणीय प्रभाव के मामला म॑ सीमा छै, खास करी क॑ पोटेशियम क्लोराइड अवरोधक म॑ उच्च K+ सांद्रता आरू सिलिकेट केरऽ पीएच संवेदनशीलता के कारण । 6 शोधकर्ता न॑ ड्रिलिंग द्रव केरऽ रेयोलॉजी म॑ सुधार आरू शेल केरऽ सूजन आरू हाइड्रेट केरऽ निर्माण क॑ रोकै लेली आयनिक तरल पदार्थ क॑ ड्रिलिंग द्रव एडिटिव के रूप म॑ इस्तेमाल करै के संभावना के खोज करलकै । लेकिन ई आयनिक तरल पदार्थ, खास करी क॑ जेकरा म॑ इमिडाजोलाइल कैटशियम होय छै, सामान्यतः जहरीला, महग, गैर-जैव अपघटनीय होय छै आरू एकरा लेली जटिल तैयारी प्रक्रिया के जरूरत होय छै । ई समस्या के समाधान लेली लोगऽ न॑ एकरऽ अधिक किफायती आरू पर्यावरण के अनुकूल विकल्प खोजै लगलै, जेकरा स॑ गहरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (डीईएस) के उदय होय गेलै । डीईएस एकटा यूटेक्टिक मिश्रण छै जे हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर (HBD) आ ​​हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (HBA) द्वारा एकटा विशिष्ट मोलर अनुपात आ तापमान पर बनल छै. ई यूटेक्टिक मिश्रणऽ के गलनांक अपनऽ अलग-अलग घटकऽ के तुलना म॑ कम होय छै, जेकरऽ मुख्य कारण छै हाइड्रोजन बंधन के कारण चार्ज डिलोकेलाइजेशन । जाली ऊर्जा, एन्ट्रोपी परिवर्तन, आरू आयन आरू एचबीडी के बीच के अंतःक्रिया सहित बहुत सारा कारक डीईएस केरऽ गलनांक क॑ कम करै म॑ प्रमुख भूमिका निभाबै छै ।
पिछला अध्ययनऽ म॑ शैल विस्तार के समस्या के समाधान लेली जल आधारित ड्रिलिंग द्रव म॑ विभिन्न एडिटिव्स मिलालऽ गेलऽ छेलै । उदाहरण के लिये, ओफेई एट अल। 1-ब्यूटाइल-3-मिथाइलइमिडाजोलियम क्लोराइड (बीएमआईएम-सीएल) मिला देलकै, जेकरा स॑ मड केक केरऽ मोटाई (50% तलक) म॑ काफी कमी आबी गेलै आरू अलग-अलग तापमान प॑ वाईपी/पीवी मान म॑ 11 के कमी आबी गेलै । हुआंग एट अल। आयनिक तरल पदार्थ (विशेष रूप स॑, 1-हेक्सिल-3-मिथाइलमिडाजोलियम ब्रोमाइड आरू 1,2-बिस (3-हेक्सिलिमिडाजोल-1-इल)इथेन ब्रोमाइड) क॑ Na-Bt कणऽ के संयोजन म॑ प्रयोग करलकै आरू शेल केरऽ सूजन क॑ क्रमशः 86.43% आरू 94.17% तलक काफी कम करलकै12. इसके अलावा, यांग एट अल। शेल सूजन क॑ क्रमशः १६.९१% आरू ५.८१% कम करै लेली १-विनाइल-३-डोडेसिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड आरू १-विनाइल-३-टेट्राडेसिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड के प्रयोग करलकै । 13 यांग एट अल। 1-विनाइल-3-एथिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड के प्रयोग भी करलकै आरू शेल के विस्तार म॑ 31.62% के कमी करलकै जबकि शेल के वसूली क॑ 40.60% प॑ कायम रखलकै । 14 एकर अतिरिक्त, लुओ एट अल। शेल सूजन कें 80% कम करय कें लेल 1-ऑक्टाइल-3-मिथाइलइमिडाजोलियम टेट्राफ्लोरोबोरेट कें उपयोग करलकय. 15, 16 दाई एट अल। शेल क॑ रोकै लेली आयनिक तरल कोपॉलिमर के प्रयोग करलकै आरू अमाइन अवरोधक के तुलना म॑ रैखिक रिकवरी म॑ १८% वृद्धि हासिल करलकै । 17. 17
आयनिक तरल पदार्थ केरऽ खुद कुछ नुकसान छै, जेकरा चलतें वैज्ञानिकऽ क॑ आयनिक तरल पदार्थ केरऽ अधिक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प खोजै लेली प्रेरित करलऽ गेलै, आरू ई तरह डीईएस केरऽ जन्म होय गेलै । हंजिया न॑ सबसें पहलऽ गहरा यूटेक्टिक विलायक (DES) के प्रयोग करलकै जेकरा म॑ विनाइल क्लोराइड प्रोपिओनिक एसिड (1:1), विनाइल क्लोराइड 3-फिनाइलप्रोपिओनिक एसिड (1:2), आरू 3-मर्कैप्टोप्रोपिओनिक एसिड + इटाकोनिक एसिड + विनाइल क्लोराइड (1:1:2) शामिल छेलै, जेकरा स॑ बेंटोनाइट केरऽ सूजन क॑ 68%, 58%, आरू क्रमशः 58%18। एक मुक्त प्रयोग म॑ एमएच रसूल न॑ ग्लिसरॉल आरू पोटेशियम कार्बोनेट (डीईएस) केरऽ २:१ अनुपात के प्रयोग करलकै आरू शेल के नमूना के सूजन म॑ ८७%१९,२० के काफी कमी करलकै । मा न॑ यूरिया:विनाइल क्लोराइड के प्रयोग करी क॑ शेल केरऽ विस्तार क॑ 67% तलक काफी कम करलकै ।21 रसूल एट अल. डीईएस आरू बहुलक के संयोजन क॑ ड्यूल-एक्शन शेल अवरोधक के रूप म॑ प्रयोग करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा स॑ उत्कृष्ट शेल निरोध प्रभाव प्राप्त करलऽ गेलऽ छेलै22 ।
हालांकि गहरा यूटेक्टिक विलायक (डीईएस) क॑ आम तौर प॑ आयनिक तरल पदार्थ केरऽ हरियर विकल्प मानलऽ जाय छै, लेकिन एकरा म॑ अमोनियम लवण जैसनऽ संभावित जहरीला घटक भी होय छै, जेकरा स॑ एकरऽ पर्यावरण-अनुकूलता संदिग्ध होय जाय छै । ई समस्या के कारण प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के विकास होय गेलऽ छै । एकरा अखनी भी डीईएस के रूप म॑ वर्गीकृत करलऽ गेलऽ छै, लेकिन ई प्राकृतिक पदार्थ आरू लवण स॑ बनलऽ छै, जेकरा म॑ पोटेशियम क्लोराइड (KCl), कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2), एप्सम लवण (MgSO4.7H2O), आरू अन्य शामिल छै । डीईएस आरू एनएडीईएस केरऽ अनेक संभावित संयोजन स॑ ई क्षेत्र म॑ शोध केरऽ एगो विस्तृत गुंजाइश खुल॑ छै आरू एकरऽ विभिन्न क्षेत्रऽ म॑ एकरऽ अनुप्रयोग मिलै के उम्मीद छै । कई शोधकर्ता न॑ सफलतापूर्वक नया डीईएस संयोजन विकसित करलकै जे विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगऽ म॑ प्रभावी साबित होय गेलऽ छै । उदाहरण के लिये, नासर एट अल। 2013 न॑ पोटेशियम कार्बोनेट आधारित डीईएस के संश्लेषण करलकै आरू एकरऽ ऊष्मा भौतिक गुणऽ के अध्ययन करलकै, जेकरा बाद म॑ हाइड्रेट निषेध, ड्रिलिंग द्रव एडिटिव्स, डिलिग्नीकरण, आरू नैनोफाइब्रिलेशन के क्षेत्रऽ म॑ अनुप्रयोग मिललै । 23 जॉर्डी किम आरू सहकर्मी न॑ एस्कॉर्बिक एसिड आधारित एनएडीईएस विकसित करलकै आरू विभिन्न अनुप्रयोगऽ म॑ एकरऽ एंटीऑक्सीडेंट गुणऽ के मूल्यांकन करलकै । 24 क्रिस्टर एट अल। साइट्रिक एसिड आधारित एनएडीईएस विकसित करलकै आरू कोलेजन उत्पाद लेली सहायक के रूप म॑ एकरऽ क्षमता के पहचान करलकै । 25 लियू यी आरू सहकर्मी न॑ एक व्यापक समीक्षा म॑ निष्कर्षण आरू क्रोमैटोग्राफी मीडिया के रूप म॑ NADES केरऽ अनुप्रयोगऽ क॑ संक्षेप म॑ बतैलकै, जबकि मिसन एट अल. कृषि खाद्य क्षेत्र मे नाडेस कें सफल अनुप्रयोगक पर चर्चा कैल गेलय. ई जरूरी छै कि ड्रिलिंग फ्लूइड शोधकर्ता अपनऽ अनुप्रयोग म॑ एनएडीईएस केरऽ प्रभावशीलता प॑ ध्यान देना शुरू करी दै । हालक। 2023 में रसूल एट अल। एस्कॉर्बिक एसिड26, कैल्शियम क्लोराइड27, पोटेशियम क्लोराइड28 आरू एप्सम नमक29 प॑ आधारित प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक विलायक के अलग-अलग संयोजन के प्रयोग करलकै आरू प्रभावशाली शेल निरोध आरू शेल रिकवरी हासिल करलकै । ई अध्ययन जल आधारित ड्रिलिंग तरल पदार्थ म॑ पर्यावरण के अनुकूल आरू प्रभावी शेल अवरोधक के रूप म॑ एनएडीईएस (विशेष रूप स॑ साइट्रिक एसिड आरू ग्लिसरॉल आधारित फॉर्मूलेशन) क॑ पेश करै वाला पहलऽ अध्ययनऽ म॑ स॑ एक छै, जेकरा म॑ उत्कृष्ट पर्यावरण स्थिरता, बेहतर शेल निरोध क्षमता आरू पारंपरिक अवरोधक जैना कि केसीएल, इमिडाजोलिल आधारित आयनिक तरल पदार्थ आरू पारंपरिक डीईएस के तुलना म॑ बेहतर द्रव प्रदर्शन के विशेषता छै ।
अध्ययन म॑ साइट्रिक एसिड (सीए) आधारित एनएडीईएस केरऽ घरऽ म॑ तैयारी करलऽ जैतै आरू ओकरऽ बाद विस्तृत भौतिक रासायनिक विशेषता आरू एकरऽ उपयोग ड्रिलिंग द्रव एडिटिव के रूप म॑ करलऽ जैतै ताकि ड्रिलिंग द्रव केरऽ गुण आरू ओकरऽ सूजन निरोध क्षमता के मूल्यांकन करलऽ जाय सक॑ । अइ अध्ययन मे सीए हाइड्रोजन बॉन्ड स्वीकारक कें रूप मे काज करतय जखन कि ग्लिसरॉल (Gly) शेल निरोध अध्ययन मे एनएडीईएस निर्माण/चयन कें लेल एमएच स्क्रीनिंग मानदंड कें आधार पर चुनल गेल हाइड्रोजन बंधन दाता कें रूप मे काज करतय30. फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफटीआईआर), एक्स-रे विवर्तन (एक्सआरडी) आरू जीटा पोटेंशियल (जेडपी) मापन स॑ एनएडीईएस-मिट्टी केरऽ अंतःक्रिया आरू मिट्टी केरऽ सूजन निरोध केरऽ अंतर्निहित तंत्र क॑ स्पष्ट करलऽ जैतै । एकरऽ अलावा, ई अध्ययन म॑ सीए NADES आधारित ड्रिलिंग द्रव के तुलना 1-एथिल-3-मिथाइलमिडाजोलियम क्लोराइड [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl आरू कोलाइन क्लोराइड:यूरिया (1:2) प॑ आधारित DES32 स॑ करलऽ जैतै ताकि शेल निरोध आरू ड्रिलिंग द्रव केरऽ प्रदर्शन म॑ सुधार म॑ ओकरऽ प्रभावशीलता के जांच करलऽ जाय सक॑ ।
साइट्रिक एसिड (मोनोहाइड्रेट), ग्लिसरॉल (99 यूएसपी), आ यूरिया इवाकेम, कुआलालंपुर, मलेशिया सं खरीदल गेल छल. कोलाइन क्लोराइड (>98%), [EMIM]Cl 98%, आ पोटेशियम क्लोराइड सिग्मा एल्ड्रिच, मलेशिया सं खरीदल गेल छल. सब रसायन कें रासायनिक संरचना चित्र 1 मे दिखायल गेल छै.हरियर आरेख मे अइ अध्ययन मे उपयोग कैल गेल मुख्य रसायनक कें तुलना कैल गेल छै: इमिडाजोलाइल आयनिक तरल, कोलाइन क्लोराइड (डीईएस), साइट्रिक एसिड, ग्लिसरॉल, पोटेशियम क्लोराइड, आ एनएडीईएस (साइट्रिक एसिड आ ग्लिसरॉल) । अइ अध्ययन मे उपयोग कैल गेल रसायन कें पर्यावरण-अनुकूलता तालिका तालिका 1 मे प्रस्तुत कैल गेल छै.तालिका मे प्रत्येक रसायन कें विषाक्तता, जैव अपघटन क्षमता, लागत, आ पर्यावरण स्थायित्व कें आधार पर रेटिंग कैल गेल छै.
इस अध्ययन म ं॑ प्रयोग करलऽ गेलऽ सामग्री के रासायनिक संरचना : (क) साइट्रिक एसिड, (ख) [EMIM]Cl, (c) कोलाइन क्लोराइड, आरू (d) ग्लिसरॉल ।
सीए (प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक विलायक) आधारित एनएडीईएस कें विकास कें लेल हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर (एचबीडी) आ हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (एचबीए) उम्मीदवारक कें एमएच 30 चयन मानदंडक कें अनुसार सावधानी सं चयन कैल गेलय, जे प्रभावी शेल अवरोधक कें रूप मे एनएडीईएस कें विकास कें उद्देश्य सं छै. ई मानदंड के अनुसार हाइड्रोजन बंध दाता आरू स्वीकारक के साथ-साथ ध्रुवीय कार्यात्मक समूह के साथ-साथ ध्रुवीय कार्यात्मक समूह के साथ-साथ एनएडीईएस के विकास लेली उपयुक्त मानलऽ जाय छै ।
एकरऽ अलावा, आयनिक तरल [EMIM]Cl आरू कोलाइन क्लोराइड:यूरिया डीप यूटेक्टिक सॉल्वेंट (डीईएस) क॑ ई अध्ययन म॑ तुलना लेली चुनलऽ गेलऽ छेलै, कैन्हेंकि एकरऽ व्यापक रूप स॑ उपयोग ड्रिलिंग द्रव एडिटिव्स के रूप म॑ करलऽ जाय छै33,34,35,36 । एकरऽ अलावा पोटेशियम क्लोराइड (KCl) के तुलना करलऽ गेलै, कैन्हेंकि ई एगो आम अवरोधक छै ।
साइट्रिक एसिड आरू ग्लिसरॉल क॑ अलग-अलग मोलर अनुपात म॑ मिला क॑ यूटेक्टिक मिश्रण प्राप्त करलऽ गेलै । दृश्य निरीक्षण स॑ पता चललै कि यूटेक्टिक मिश्रण बिना धुंधलापन के एक सजातीय, पारदर्शी तरल पदार्थ छेलै, जे ई दर्शाबै छै कि हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर (एचबीडी) आरू हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (एचबीए) क॑ ई यूटेक्टिक संरचना म॑ सफलतापूर्वक मिलालऽ गेलऽ छेलै । एचबीडी आरू एचबीए केरऽ मिश्रण प्रक्रिया केरऽ तापमान-निर्भर व्यवहार के अवलोकन लेली प्रारंभिक प्रयोग करलऽ गेलऽ छेलै । उपलब्ध साहित्य के अनुसार, यूटेक्टिक मिश्रण के अनुपात के मूल्यांकन 50 °C, 70 °C आरू 100 °C स॑ ऊपर के तीन विशिष्ट तापमान प॑ करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा स॑ पता चलै छै कि यूटेक्टिक तापमान आमतौर प॑ 50-80 °C के सीमा म॑ होय छै । एचबीडी आरू एचबीए घटक क॑ सही ढंग स॑ तौलै लेली मेटलर डिजिटल बैलेंस के इस्तेमाल करलऽ गेलऽ छेलै, आरू नियंत्रित परिस्थिति म॑ एचबीडी आरू एचबीए क॑ १०० आरपीएम प॑ गरम आरू हलचल करै लेली थर्मो फिशर हॉट प्लेट के इस्तेमाल करलऽ गेलऽ छेलै ।
हमरऽ संश्लेषित गहरे यूटेक्टिक विलायक (डीईएस) केरऽ ऊष्माभौतिकीय गुण, जेकरा म॑ घनत्व, सतह केरऽ तनाव, अपवर्तन सूचकांक, आरू चिपचिपाहट शामिल छै, क॑ 289.15 स॑ 333.15 के तलक के तापमान सीमा प॑ सटीक रूप स॑ मापलऽ गेलऽ छेलै ।ई ध्यान देना चाहियऽ कि ई तापमान सीमा क॑ मुख्य रूप स॑ मौजूदा उपकरणऽ के सीमा के कारण चुनलऽ गेलऽ छेलै । व्यापक विश्लेषण म॑ ई एनएडीईएस फॉर्मूलेशन केरऽ विभिन्न ऊष्मा भौतिक गुणऽ के गहन अध्ययन शामिल छेलै, जेकरा म॑ तापमान केरऽ एक सीमा प॑ ओकरऽ व्यवहार के खुलासा करलऽ गेलऽ छेलै । ई विशिष्ट तापमान सीमा प॑ ध्यान केंद्रित करला स॑ एनएडीईएस केरऽ गुणऽ के बारे म॑ जानकारी मिलै छै जे अनेक अनुप्रयोगऽ लेली विशेष महत्व के छै ।
जेना-जेना तैयार एनएडीईएस केरऽ सतह केरऽ तनाव क॑ इंटरफेसियल टेंशन मीटर (आईएफटी७००) के उपयोग करी क॑ २८९.१५ स॑ ३३३.१५ के के रेंज म॑ मापलऽ गेलऽ छेलै । एनएडीईएस बूंदक कें निर्माण एकटा कक्ष मे कैल जायत छै जे विशिष्ट तापमान आ दबाव कें स्थिति मे केशिका सुई कें उपयोग सं तरल पदार्थ कें पैघ मात्रा सं भरल छै. आधुनिक इमेजिंग प्रणाली लैप्लेस समीकरण के उपयोग करी क॑ अंतरफलकीय तनाव के गणना करै लेली उचित ज्यामितीय पैरामीटर के शुरूआत करै छै ।
289.15 स॑ 333.15 K के तापमान सीमा प॑ ताजा तैयार NADES केरऽ अपवर्तन सूचकांक क॑ निर्धारित करै लेली एटागो रिफ्रेक्टोमीटर के इस्तेमाल करलऽ गेलऽ छेलै ।ई उपकरण म॑ प्रकाश केरऽ अपवर्तन के डिग्री के अनुमान लगाबै लेली तापमान क॑ नियंत्रित करै लेली तापीय मॉड्यूल के उपयोग करलऽ गेलऽ छै, जेकरा स॑ स्थिर तापमान वाला पानी के स्नान के जरूरत नै होय जाय छै । अपवर्तक मीटर कें प्रिज्म सतह कें साफ करनाय चाही आ नमूना घोल कें ओकरा पर समान रूप सं वितरित करनाय चाही. एकटा ज्ञात मानक घोल सं कैलिब्रेट करू, आ फेर स्क्रीन सं अपवर्तन सूचकांक पढ़ू.
जेना-जेना तैयार NADES केरऽ चिपचिपाहट क॑ 30 आरपीएम केरऽ कतरनी दर आरू 6 केरऽ धुरी आकार प॑ ब्रुकफील्ड घूर्णी चिपचिपाहटमापी (क्रायोजेनिक प्रकार) के उपयोग करी क॑ 289.15 स॑ 333.15 K के तापमान सीमा प॑ मापलऽ गेलऽ छेलै ।चिपचिपाहट मीटर तरल नमूना म॑ धुरी क॑ स्थिर गति स॑ घुमाबै लेली आवश्यक टॉर्क क॑ निर्धारित करी क॑ चिपचिपाहट क॑ मापै छै । नमूना क॑ धुरी के नीचें स्क्रीन प॑ रखला आरू कसला के बाद, विस्कोमीटर चिपचिपाहट क॑ सेंटीपोइज (cP) म॑ प्रदर्शित करै छै, जेकरा स॑ तरल पदार्थ केरऽ रेओलॉजिकल गुणऽ के मूल्यवान जानकारी मिलै छै ।
एकटा पोर्टेबल घनत्व मीटर डीएमए 35 बेसिक कें उपयोग 289.15–333.15 के कें तापमान सीमा मे ताजा तैयार प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक विलायक (एनडीईएस) कें घनत्व निर्धारित करय कें लेल करल गेलय छेलै.चूंकि उपकरण मे अंतर्निहित हीटर नहि छै, अइ कें लेल एनएडीईएस घनत्व मीटर कें उपयोग करय सं पहिले ओकरा निर्दिष्ट तापमान (± 2 °C) तइक पूर्व गरम करनाय आवश्यक छै. ट्यूब कें माध्यम सं कम सं कम 2 मिलीलीटर नमूना खींचूं, आ घनत्व तुरंत स्क्रीन पर प्रदर्शित भ जेतय. ध्यान देबऽ के बात छै कि अंतर्निहित हीटर के कमी के कारण मापन के परिणाम म॑ ± 2 °C के त्रुटि होय छै ।
289.15–333.15 K के तापमान सीमा म॑ ताजा तैयार NADES के पीएच के मूल्यांकन करै लेली, हमन॑ केनिस बेंचटॉप पीएच मीटर के प्रयोग करलकै । चूँकि अंतर्निहित हीटिंग डिवाइस नै छै, ई लेली नाडेस क॑ सबसें पहल॑ हॉटप्लेट के उपयोग करी क॑ वांछित तापमान (±2 °C) तलक गरम करलऽ गेलै आरू ओकरा बाद सीधा पीएच मीटर स॑ नापलऽ गेलै । पीएच मीटर जांच कें पूरा तरह सं NADES मे डुबोऊं आ रीडिंग स्थिर भ गेलाक कें बाद अंतिम मान रिकॉर्ड करूं.
प्राकृतिक गहरी यूटेक्टिक विलायक (NADES) केरऽ तापीय स्थिरता के मूल्यांकन लेली थर्माग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) के उपयोग करलऽ गेलऽ छेलै । गरम करय के दौरान नमूना के विश्लेषण कएल गेल. उच्च-सटीक संतुलन के उपयोग करी क॑ आरू ताप प्रक्रिया के सावधानी स॑ निगरानी करी क॑ द्रव्यमान हानि बनाम तापमान के प्लॉट पैदा करलऽ गेलऽ छेलै । NADES क॑ 0 स॑ 500 °C तलक 1 °C प्रति मिनट के दर स॑ गरम करलऽ गेलऽ छेलै ।
प्रक्रिया शुरू करय कें लेल एनएडीईएस नमूना कें नीक सं मिलानाय, समरूप करनाय आ सतह कें नमी कें हटानाय आवश्यक छै. एकरऽ बाद तैयार नमूना क॑ टीजीए क्यूवेट म॑ रखलऽ जाय छै, जे आम तौर प॑ एल्यूमीनियम जैसनऽ अक्रिय सामग्री स॑ बनलऽ होय छै । सही परिणाम सुनिश्चित करय कें लेल टीजीए उपकरणक कें संदर्भ सामग्री, आमतौर पर वजन मानक कें उपयोग सं कैलिब्रेट कैल जायत छै. एक बेर कैलिब्रेट करला के बाद टीजीए प्रयोग शुरू होय जाय छै आरू नमूना क॑ नियंत्रित तरीका स॑ गरम करलऽ जाय छै, जे आमतौर प॑ स्थिर दर स॑ होय छै । नमूना केरऽ वजन आरू तापमान के बीच संबंध केरऽ लगातार निगरानी प्रयोग केरऽ एगो प्रमुख हिस्सा छै । टीजीए उपकरण तापमान, वजन, आ अन्य पैरामीटर जेना गैस प्रवाह या नमूना तापमान कें आंकड़ा एकत्रित करय छै. एक बार टीजीए प्रयोग पूरा होय गेलऽ छै त॑ एकत्रित आंकड़ऽ के विश्लेषण करी क॑ तापमान केरऽ फ़ंक्शन के रूप म॑ नमूना वजन म॑ बदलाव के निर्धारण करलऽ जाय छै । ई जानकारी नमूना म॑ भौतिक आरू रासायनिक परिवर्तन स॑ जुड़लऽ तापमान सीमा के निर्धारण म॑ मूल्यवान छै, जेकरा म॑ पिघलना, वाष्पीकरण, ऑक्सीकरण, या अपघटन जैसनऽ प्रक्रिया भी शामिल छै ।
जल आधारित ड्रिलिंग द्रव क॑ एपीआई १३बी-१ मानक के अनुसार सावधानी स॑ तैयार करलऽ गेलऽ छेलै, आरू एकरऽ विशिष्ट संरचना क॑ संदर्भ लेली तालिका २ म॑ सूचीबद्ध करलऽ गेलऽ छै । प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) तैयार करै लेली मलेशिया केरऽ सिग्मा एल्ड्रिच स॑ साइट्रिक एसिड आरू ग्लिसरॉल (99 यूएसपी) खरीदलऽ गेलऽ छेलै । एकरऽ अलावा पारंपरिक शेल अवरोधक पोटेशियम क्लोराइड (KCl) क॑ भी मलेशिया केरऽ सिग्मा एल्ड्रिच स॑ खरीदलऽ गेलऽ छेलै । ड्रिलिंग द्रव आरू शेल निरोध केरऽ रेयोलॉजी म॑ सुधार म॑ एकरऽ महत्वपूर्ण प्रभाव के कारण ९८% स॑ अधिक शुद्धता वाला १-एथिल, ३-मिथाइलमिडाजोलियम क्लोराइड ([EMIM]Cl) क॑ चुनलऽ गेलऽ छेलै, जेकरऽ पुष्टि पिछला अध्ययनऽ म॑ करलऽ गेलऽ छेलै । एनएडीईएस कें शेल निरोध प्रदर्शन कें मूल्यांकन कें लेल तुलनात्मक विश्लेषण मे केसीएल आ ([ईएमआईएम]सीएल) दूनू कें उपयोग कैल जेतय.
बहुत शोधकर्ता शेल सूजन के अध्ययन लेली बेंटोनाइट फ्लेक्स के उपयोग करना पसंद करै छै, कैन्हेंकि बेंटोनाइट में वू ही “मोंटमोरिलोनाइट” समूह होय छै जेकरा स॑ शेल के सूजन होय ​​छै । वास्तविक शेल कोर नमूना प्राप्त करना चुनौतीपूर्ण छै, कैन्हेंकि कोरिंग प्रक्रिया शेल क॑ अस्थिर करी दै छै, जेकरऽ परिणामस्वरूप ऐन्हऽ नमूना पूरा तरह स॑ शेल नै होय छै लेकिन आम तौर प॑ बलुआ पत्थर आरू चूना पत्थर के परतऽ के मिश्रण होय छै । एकरऽ अलावा शेल के नमूना म॑ आम तौर प॑ मोंटमोरिलोनाइट समूह के कमी होय छै जे शेल म॑ सूजन पैदा करै छै आरू ई लेली सूजन निरोध प्रयोग लेली अनुपयुक्त होय छै ।
ई अध्ययन म॑ हमन॑ लगभग २.५४ सेमी व्यास के पुनर्गठित बेंटोनाइट कणऽ के प्रयोग करलकै । हाइड्रोलिक प्रेस म॑ 11.5 ग्राम सोडियम बेंटोनाइट पाउडर क॑ 1600 पीएसआई प॑ दबाय क॑ दाना बनालऽ गेलऽ छेलै । रेखीय डिलाटोमीटर (LD) मे रखबा सं पहिने दाना के मोटाई सही तरीका सं नापल गेल छल. एकरऽ बाद कणऽ क॑ ड्रिलिंग द्रव के नमूना म॑ डुबोलऽ गेलै, जेकरा म॑ आधार नमूना आरू शेल के सूजन क॑ रोकै लेली इस्तेमाल करलऽ जाय वाला अवरोधक के इंजेक्शन लगाय देलऽ गेलऽ नमूना शामिल छेलै । तखन दाना कें मोटाई मे बदलाव कें ध्यान सं एलडी कें उपयोग सं निगरानी कैल गेलय, जइ मे 24 घंटा कें लेल 60 सेकंड कें अंतराल पर माप दर्ज कैल गेलय.
एक्स-रे विवर्तन स॑ पता चललै कि बेंटोनाइट केरऽ संरचना खास करी क॑ एकरऽ ४७% मोंटमोरिलोनाइट घटक एकरऽ भूवैज्ञानिक विशेषता क॑ समझै म॑ एगो प्रमुख कारक छै । बेंटोनाइट केरऽ मोंटमोरिलोनाइट घटकऽ म॑ मोंटमोरिलोनाइट मुख्य घटक छै, जे कुल घटकऽ के ८८.६% छै । एम्हर क्वार्ट्ज 29%, इलाइट 7%, आ कार्बोनेट 9% अछि । एकरऽ छोटऽ हिस्सा (लगभग ३.२%) इलाइट आरू मोंटमोरिलोनाइट के मिश्रण छै । एकरऽ अलावा एकरा म॑ Fe2O3 (4.7%), सिल्वर एल्यूमिनोसिलिकेट (1.2%), मस्कोवाइट (4%), आरू फॉस्फेट (2.3%) जैसनऽ ट्रेस तत्व भी होय छै । एकरऽ अलावा Na2O (1.83%) आरू आयरन सिलिकेट (2.17%) केरऽ कम मात्रा मौजूद छै, जेकरा स॑ बेंटोनाइट केरऽ घटक तत्व आरू ओकरऽ संबंधित अनुपात केरऽ पूरा सराहना करना संभव होय जाय छै ।
इ व्यापक अध्ययन खंड मे प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक विलायक (NADES) कें उपयोग सं तैयार कैल गेलय आ अलग-अलग सांद्रता (1%, 3% आ 5%) पर ड्रिलिंग द्रव एडिटिव कें रूप मे उपयोग कैल गेलय ड्रिलिंग द्रव नमूनाक कें रेओलॉजिकल आ छाननी गुणक कें विस्तार सं वर्णन कैल गेल छै. तखन एनएडीईएस आधारित स्लरी नमूनाक कें तुलना आ विश्लेषण पोटेशियम क्लोराइड (केसीएल), सीसी:यूरिया डीईएस (कोलाइन क्लोराइड डीप यूटेक्टिक सॉल्वेंट:यूरिया) आ आयनिक तरल पदार्थ सं मिलय वाला स्लरी नमूनाक सं कैल गेलय. ई अध्ययन म॑ कई प्रमुख पैरामीटर क॑ कवर करलऽ गेलऽ छेलै जेकरा म॑ 100°C आरू 150°C प॑ उम्र बढ़ै के स्थिति के संपर्क म॑ ऐला स॑ पहल॑ आरू बाद म॑ FANN विस्कोमीटर के उपयोग स॑ प्राप्त चिपचिपाहट रीडिंग शामिल छेलै । विभिन्न घूर्णन गति (3 आरपीएम, 6 आरपीएम, 300 आरपीएम आरू 600 आरपीएम) प॑ मापन करलऽ गेलऽ छेलै जेकरा स॑ ड्रिलिंग द्रव व्यवहार केरऽ व्यापक विश्लेषण करलऽ गेलऽ छेलै । तखन प्राप्त आंकड़ा कें उपयोग उपज बिंदु (वाईपी) आ प्लास्टिक चिपचिपाहट (पीवी) जैना प्रमुख गुणक कें निर्धारण करय कें लेल कैल जा सकय छै, जे विभिन्न परिस्थितिक मे द्रव प्रदर्शन कें बारे मे जानकारी प्रदान करय छै. 400 पीएसआई आ 150 डिग्री सेल्सियस (उच्च तापमान कें कुअक मे विशिष्ट तापमान) पर उच्च दबाव उच्च तापमान (एचपीएचटी) छाननाय परीक्षण छाननाय कें प्रदर्शन (केक कें मोटाई आ छाननाय कें आयतन) कें निर्धारित करय छै.
ई भाग म॑ अत्याधुनिक उपकरण, ग्रेस एचपीएचटी रैखिक डिलाटोमीटर (एम4600) के उपयोग करलऽ जाय छै, जेकरा स॑ हमरऽ पानी आधारित ड्रिलिंग द्रव केरऽ शेल सूजन निरोध गुणऽ के गहन मूल्यांकन करलऽ जाय छै । एलएसएम एकटा अत्याधुनिक मशीन छै जेकरा मे दू घटक शामिल छै: एकटा प्लेट कम्पैक्टर आ एकटा रैखिक डिलाटोमीटर (मॉडल: एम4600) । ग्रेस कोर/प्लेट कम्पैक्टर के उपयोग स॑ विश्लेषण लेली बेंटोनाइट प्लेट तैयार करलऽ गेलऽ छेलै । एकरऽ बाद एलएसएम ई प्लेटऽ प॑ तत्काल सूजन के आंकड़ा उपलब्ध करै छै, जेकरा स॑ शेल केरऽ सूजन निरोध गुणऽ के व्यापक मूल्यांकन करलऽ जाय सकै छै । शेल विस्तार परीक्षण परिवेशक परिस्थिति यानी 25 डिग्री सेल्सियस आ 1 पीएसआईए मे कैल गेल छल ।
शेल स्थिरता परीक्षण मे एकटा प्रमुख परीक्षण शामिल छै जेकरा अक्सर शेल रिकवरी परीक्षण, शेल डुबकी परीक्षण या शेल फैलाव परीक्षण कहल जायत छै. एहि मूल्यांकन कए शुरू करबा लेल शेल कटिंग कए #6 बीएसएस स्क्रीन पर अलग कैल जाइत अछि आ फेर #10 स्क्रीन पर राखल जाइत अछि । तखन कलम कें एकटा होल्डिंग टैंक मे डालल जायत छै जतय ओकरा बेस फ्लूइड आ ड्रिलिंग मड सं मिलाएल जायत छै, जेकरा मे एनएडीईएस (नैचुरल डीप यूटेक्टिक सॉल्वेंट) होयत छै. अगिला कदम इ छै की मिश्रण कें एकटा ओवन मे एकटा तीव्र गरम रोलिंग प्रक्रिया कें लेल राखल जै, इ सुनिश्चित करनाय कि कलम आ कीचड़ नीक सं मिल गेल छै. 16 घंटा कें बाद शेल कें सड़य कें अनुमति द क कलम कें गूदा सं निकालल जायत छै, जेकर परिणामस्वरूप कलम कें वजन मे कमी आबै छै. शेल रिकवरी टेस्ट शेल कटिंग क॑ ड्रिलिंग मड म॑ १५० डिग्री सेल्सियस आरू १००० पीएसआई प॑ रखला के बाद करलऽ गेलऽ छेलै । 24 घंटा के भीतर इंच।
शेल के थाल के रिकवरी के नापय लेल हम सब ओकरा महीन स्क्रीन (40 जाली) सं छानलहुं, फेर पानि सं नीक सं धोलहुं, आ अंततः ओवन में सुखा देलहुं. ई मेहनती प्रक्रिया स॑ हम्में मूल वजन के तुलना म॑ बरामद कीचड़ के अनुमान लगाय सकै छियै, जेकरा स॑ अंततः सफलतापूर्वक बरामद करलऽ गेलऽ शेल कीचड़ के प्रतिशत के गणना करलऽ जाय छै । शेल के नमूना के स्रोत मलेशिया के सारावाक के मिरी जिला के निया जिला सं अछि. फैलाव आरू वसूली परीक्षण स॑ पहल॑ शेल के नमूना क॑ पूरा तरह स॑ एक्स-रे विवर्तन (एक्सआरडी) विश्लेषण करलऽ गेलै ताकि ओकरऽ मिट्टी के संरचना के मात्रा निर्धारित करलऽ जाय सक॑ आरू परीक्षण लेली ओकरऽ उपयुक्तता के पुष्टि करलऽ जाय सक॑ । नमूना केरऽ मिट्टी केरऽ खनिज संरचना निम्नलिखित छै : इलाइट १८%, काओलिनाइट ३१%, क्लोराइट २२%, वर्मिकुलाइट १०%, आरू अभ्रक १९% ।
सतह केरऽ तनाव केशिका क्रिया के माध्यम स॑ शैल सूक्ष्मछिद्रऽ म॑ पानी के कैटशियम केरऽ प्रवेश क॑ नियंत्रित करै वाला एगो प्रमुख कारक छै, जेकरऽ विस्तार स॑ अध्ययन ई भाग म॑ करलऽ जैतै । ई शोध पत्र म॑ ड्रिलिंग द्रव केरऽ समेकित गुण म॑ सतह केरऽ तनाव के भूमिका के जांच करलऽ गेलऽ छै, जेकरा म॑ ड्रिलिंग प्रक्रिया खास करी क॑ शेल निरोध प॑ एकरऽ महत्वपूर्ण प्रभाव प॑ प्रकाश डाललऽ गेलऽ छै । हमनें ड्रिलिंग द्रव नमूना के सतह तनाव क॑ सही ढंग स॑ मापै लेली एगो इंटरफेसियल टेंसिओमीटर (IFT700) के इस्तेमाल करलकै, जेकरा स॑ शेल निरोध के संदर्भ म॑ द्रव व्यवहार के एगो महत्वपूर्ण पहलू के खुलासा करलऽ गेलै ।
ई भाग म॑ डी-लेयर स्पेसिंग के विस्तार स॑ चर्चा करलऽ गेलऽ छै, जे मिट्टी म॑ एल्यूमिनोसिलिकेट परत आरू एक एल्यूमिनोसिलिकेट परत के बीच के इंटरलेयर दूरी छै । विश्लेषण मे गीला कीचड़ कें नमूनाक कें कवर कैल गेलय जेकरा मे 1%, 3% आ 5% सीए एनएडीईएस कें साथ-साथ तुलना कें लेल 3% केसीएल, 3% [ईएमआईएम]सीएल आ 3% सीसी:यूरिया आधारित डीईएस शामिल छै. Cu-Kα विकिरण (λ = 1.54059 Å) के साथ 40 mA आरू 45 kV प॑ काम करै वाला एगो अत्याधुनिक बेंचटॉप एक्स-रे विवर्तन मीटर (D2 Phaser) न॑ गीला आरू सूखा Na-Bt दूनू नमूना के एक्स-रे विवर्तन चोटी क॑ रिकॉर्ड करै म॑ महत्वपूर्ण भूमिका निभैलकै । ब्रैग समीकरण केरऽ प्रयोग स॑ डी-लेयर स्पेसिंग केरऽ सही निर्धारण म॑ सक्षम होय जाय छै, जेकरा स॑ मिट्टी केरऽ व्यवहार केरऽ मूल्यवान जानकारी मिलै छै ।
ई भाग म॑ जीटा विभव क॑ सही तरीका स॑ मापै लेली उन्नत मालवेर्न जीटासाइजर नैनो जेडएसपी उपकरण के उपयोग करलऽ गेलऽ छै । ई मूल्यांकन न॑ तुलनात्मक विश्लेषण लेली 1%, 3%, आरू 5% सीए एनएडीईएस के साथ-साथ 3% केसीएल, 3% [ईएमआईएम]सीएल, आरू 3% सीसी:यूरिया आधारित डीईएस वाला पतला कीचड़ के नमूना के चार्ज विशेषता के बारे म॑ मूल्यवान जानकारी प्रदान करलकै । ई परिणाम कोलाइडयन यौगिक केरऽ स्थिरता आरू द्रव म॑ ओकरऽ परस्पर क्रिया के बारे म॑ हमरऽ समझ म॑ योगदान दै छै ।
मिट्टी के नमूना के जांच ऊर्जा फैलाबै वाला एक्स-रे (EDX) स॑ लैस जेइस सुप्रा 55 वीपी फील्ड इमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (FESEM) के उपयोग करी क॑ प्राकृतिक गहरी यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के संपर्क म॑ ऐला स॑ पहल॑ आरू बाद म॑ करलऽ गेलऽ छेलै । इमेजिंग रिजोल्यूशन 500 एनएम आरू इलेक्ट्रॉन बीम ऊर्जा 30 केवी आरू 50 केवी छेलै । फेसईएम मिट्टी के नमूना के सतह के आकृति विज्ञान आरू संरचनात्मक विशेषता के उच्च रिजोल्यूशन वाला विजुअलाइजेशन प्रदान करै छै. ई अध्ययन के उद्देश्य एक्सपोजर स॑ पहल॑ आरू बाद म॑ प्राप्त छवि के तुलना करी क॑ मिट्टी के नमूना प॑ एनएडीईएस के प्रभाव के बारे म॑ जानकारी प्राप्त करना छेलै ।
ई अध्ययन म॑ फील्ड इमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (FESEM) तकनीक के उपयोग सूक्ष्म स्तर प॑ मिट्टी के नमूना प॑ एनएडीईएस के प्रभाव के जांच करै लेली करलऽ गेलऽ छेलै । ई अध्ययन के उद्देश्य एनएडीईएस के संभावित अनुप्रयोग आरू मिट्टी के आकृति विज्ञान आरू औसत कण आकार प॑ एकरऽ प्रभाव क॑ स्पष्ट करना छै, जेकरा स॑ ई क्षेत्र म॑ शोध लेली मूल्यवान जानकारी मिलतै ।
ई अध्ययन म॑ प्रयोगात्मक परिस्थितियऽ म॑ औसत प्रतिशत त्रुटि (एएमपीई) केरऽ परिवर्तनशीलता आरू अनिश्चितता क॑ दृष्टिगत रूप स॑ वर्णन करै लेली त्रुटि बार के उपयोग करलऽ गेलऽ छेलै । अलग-अलग एएमपीई मान कें प्लॉट करय कें बजाय (चूंकि एएमपीई मान कें प्लॉट करय सं रुझान कें अस्पष्ट करय सकय छै आ छोट-छोट भिन्नता कें अतिरंजित करय सकय छै), हम 5% नियम कें उपयोग करयत त्रुटि बार कें गणना करय छै. इ दृष्टिकोण इ सुनिश्चित करयत छै की प्रत्येक त्रुटि बार ओय अंतराल कें प्रतिनिधित्व करयत छै जइ कें भीतर 95% विश्वास अंतराल आ 100% एएमपीई मान कें गिरय कें उम्मीद छै, जेकरा सं प्रत्येक प्रयोगात्मक स्थिति कें लेल डाटा वितरण कें स्पष्ट आ बेसि संक्षिप्त सारांश उपलब्ध करायल जायत छै. 5% नियम कें आधार पर त्रुटि बार कें उपयोग अइ प्रकार सं चित्रमय प्रतिनिधित्व कें व्याख्या आ विश्वसनीयता मे सुधार करय छै आ परिणामक आ ओकर निहितार्थक कें बेसि विस्तृत समझ प्रदान करय मे मदद करय छै.
प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक विलायक (NADES) के संश्लेषण म॑ घरऽ म॑ तैयारी प्रक्रिया के दौरान कई प्रमुख पैरामीटरऽ के ध्यान स॑ अध्ययन करलऽ गेलऽ छेलै । ई महत्वपूर्ण कारकऽ म॑ तापमान, मोलर अनुपात, आरू मिश्रण के गति शामिल छै । हमरऽ प्रयोगऽ स॑ पता चलै छै कि जब॑ एचबीए (साइट्रिक एसिड) आरू एचबीडी (ग्लिसरॉल) क॑ ५० डिग्री सेल्सियस प॑ १:४ के मोलर अनुपात म॑ मिलालऽ जाय छै त॑ यूटेक्टिक मिश्रण बनी जाय छै । यूटेक्टिक मिश्रण केरऽ विशिष्ट विशेषता एकरऽ पारदर्शी, सजातीय रूप, आरू तलछट केरऽ अभाव छै । इस प्रकार, ई प्रमुख कदम मोलर अनुपात, तापमान, आरू मिश्रण गति के महत्व क॑ रेखांकित करै छै, जेकरा म॑ मोलर अनुपात डीईएस आरू एनएडीईएस केरऽ तैयारी म॑ सबसें प्रभावशाली कारक छेलै, जैसनऽ कि चित्र 2 म॑ दिखालऽ गेलऽ छै ।
अपवर्तन सूचकांक (n) वैक्यूम म॑ प्रकाश के गति आरू दोसरऽ, घना माध्यम म॑ प्रकाश के गति के अनुपात क॑ व्यक्त करै छै । बायोसेंसर जैसनऽ ऑप्टिकली संवेदनशील अनुप्रयोगऽ प॑ विचार करला प॑ अपवर्तन सूचकांक प्राकृतिक गहरी यूटेक्टिक विलायक (NADES) लेली विशेष रुचि के छै । अध्ययन करलऽ गेलऽ NADES केरऽ अपवर्तन सूचकांक 25 °C प॑ 1.452 छेलै, जे ग्लिसरॉल स॑ दिलचस्प रूप स॑ कम छै ।
ध्यान देबऽ के बात छै कि तापमान के साथ NADES के अपवर्तन सूचकांक घटै छै, आरू ई प्रवृत्ति के सही वर्णन सूत्र (1) आरू चित्र 3 द्वारा करलऽ जाब॑ सकै छै, जेकरा म॑ निरपेक्ष औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) 0% तलक पहुँची जाय छै । ई तापमान-निर्भर व्यवहार केरऽ व्याख्या उच्च तापमान प॑ चिपचिपाहट आरू घनत्व म॑ कमी ​​स॑ करलऽ जाय छै, जेकरा स॑ प्रकाश माध्यम के माध्यम स॑ अधिक गति स॑ यात्रा करै छै, जेकरऽ परिणामस्वरूप अपवर्तन सूचकांक (n) मान कम होय जाय छै । ई परिणाम ऑप्टिकल संवेदन म॑ एनएडीईएस केरऽ रणनीतिक उपयोग के बारे म॑ मूल्यवान जानकारी प्रदान करै छै, जेकरा स॑ बायोसेंसर अनुप्रयोग लेली ओकरऽ क्षमता क॑ उजागर करलऽ जाय छै ।
सतह केरऽ तनाव, जे तरल सतह केरऽ क्षेत्रफल क॑ कम स॑ कम करै के प्रवृत्ति क॑ दर्शाबै छै, केशिका दबाव आधारित अनुप्रयोग लेली प्राकृतिक गहरी यूटेक्टिक विलायक (NADES) केरऽ उपयुक्तता के आकलन करै म॑ बहुत महत्व छै । 25–60 °C के तापमान सीमा में सतह के तनाव के अध्ययन स॑ बहुमूल्य जानकारी मिलै छै । 25 डिग्री सेल्सियस पर साइट्रिक एसिड आधारित एनएडीईएस केरऽ सतह तनाव ५५.४२ एमएन/मीटर छेलै, जे पानी आरू ग्लिसरॉल के तुलना म॑ काफी कम छै । चित्र 4 स॑ पता चलै छै कि तापमान बढ़ला के साथ सतह केरऽ तनाव काफी कम होय जाय छै । ई घटना केरऽ व्याख्या आणविक गतिज ऊर्जा म॑ वृद्धि आरू बाद म॑ अंतर-आणविक आकर्षण बलऽ म॑ कमी ​​स॑ करलऽ जाब॑ सकै छै ।
अध्ययन करलऽ गेलऽ एनएडीईएस म॑ देखलऽ गेलऽ सतह तनाव केरऽ रैखिक घटतऽ प्रवृत्ति क॑ समीकरण (2) द्वारा अच्छा तरह स॑ व्यक्त करलऽ जाब॑ सकै छै, जे 25-60 डिग्री सेल्सियस के तापमान सीमा म॑ बुनियादी गणितीय संबंध क॑ दर्शाबै छै । चित्र 4 म॑ ग्राफ म॑ तापमान के साथ सतह केरऽ तनाव केरऽ प्रवृत्ति क॑ स्पष्ट रूप स॑ चित्रित करलऽ गेलऽ छै जेकरऽ निरपेक्ष औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) 1.4% छै, जे रिपोर्ट करलऽ गेलऽ सतह तनाव मानऽ के सटीकता क॑ मात्राबद्ध करै छै । इ परिणामक कें एनएडीईएस कें व्यवहार आ ओकर संभावित अनुप्रयोगक कें समझय कें लेल महत्वपूर्ण निहितार्थ छै.
प्राकृतिक गहरे यूटेक्टिक विलायक (NADES) के घनत्व गतिशीलता क॑ समझना बहुत महत्वपूर्ण छै ताकि एकरऽ अनुप्रयोग अनेक वैज्ञानिक अध्ययनऽ म॑ सुविधा मिल॑ सक॑ । साइट्रिक एसिड आधारित एनएडीईएस केरऽ घनत्व २५ डिग्री सेल्सियस प॑ १.३६१ ग्राम/सेमी३ छै, जे मूल ग्लिसरॉल केरऽ घनत्व स॑ अधिक छै । ई अंतर क॑ ग्लिसरॉल म॑ हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (साइट्रिक एसिड) केरऽ जोड़ला स॑ समझैलऽ जाब॑ सकै छै ।
साइट्रेट आधारित एनएडीईएस क॑ उदाहरण के रूप म॑ लेलऽ जाय त॑ एकरऽ घनत्व ६० डिग्री सेल्सियस प॑ १.१९ ग्राम/सेमी३ तलक गिरी जाय छै । गरम करला पर गतिज ऊर्जा में वृद्धि के कारण एनएडीईएस अणु फैल जाय छै, जेकरा चलतें एकरऽ आयतन अधिक होय जाय छै, जेकरऽ परिणामस्वरूप घनत्व में कमी आबै छै । घनत्व म॑ देखलऽ गेलऽ कमी तापमान म॑ वृद्धि के साथ एगो निश्चित रैखिक सहसंबंध दिखाबै छै, जेकरा सूत्र (3) स॑ सही तरीका स॑ व्यक्त करलऽ जाब॑ सकै छै । चित्र 5 1.12% कें निरपेक्ष औसत प्रतिशत त्रुटि (एएमपीई) कें साथ एनएडीईएस घनत्व परिवर्तन कें इ विशेषताक कें चित्रात्मक रूप सं प्रस्तुत करय छै, जे रिपोर्ट करल गेलय घनत्व मानक कें सटीकता कें मात्रात्मक माप प्रदान करय छै.
चिपचिपाहट गति में तरल पदार्थ के विभिन्न परतऽ के बीच आकर्षक बल छै आरू विभिन्न अनुप्रयोगऽ म॑ प्राकृतिक गहरी यूटेक्टिक विलायक (NADES) के प्रयोज्यता क॑ समझै म॑ प्रमुख भूमिका निभाबै छै । 25 °C पर NADES केरऽ चिपचिपाहट 951 cP छेलै, जे ग्लिसरॉल स॑ अधिक छै ।
तापमान बढ़ला के साथ चिपचिपाहट म॑ देखलऽ गेलऽ कमी के मुख्य कारण अंतर-आणविक आकर्षण बलऽ के कमजोर होय के कारण होय छै । ई घटना के परिणामस्वरूप द्रव के चिपचिपाहट म॑ कमी ​​आबै छै, जेकरा चित्र 6 म॑ स्पष्ट रूप स॑ प्रदर्शित करलऽ गेलऽ छै आरू समीकरण (4) द्वारा मात्रा निर्धारित करलऽ गेलऽ छै । उल्लेखनीय छै कि 60°C प॑ चिपचिपाहट 898 cP तलक गिरी जाय छै आरू एकरऽ समग्र औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) 1.4% होय छै । एनएडीईएस म॑ चिपचिपाहट बनाम तापमान निर्भरता के विस्तृत समझ एकरऽ व्यावहारिक अनुप्रयोग लेली बहुत महत्व के छै ।
हाइड्रोजन आयन सांद्रता केरऽ नकारात्मक लघुगणक स॑ निर्धारित घोल केरऽ पीएच, खास करी क॑ पीएच-संवेदनशील अनुप्रयोग जैना कि डीएनए संश्लेषण म॑ महत्वपूर्ण छै, ई लेली उपयोग स॑ पहल॑ एनएडीईएस केरऽ पीएच केरऽ ध्यान स॑ अध्ययन करना जरूरी छै । साइट्रिक एसिड आधारित एनएडीईएस क॑ उदाहरण के रूप म॑ लेलऽ जाय त॑ १.९१ केरऽ स्पष्ट अम्लीय पीएच देखलऽ जाब॑ सकै छै, जे ग्लिसरॉल केरऽ अपेक्षाकृत तटस्थ पीएच स॑ एकदम विपरीत छै ।
दिलचस्प बात ई छै कि प्राकृतिक साइट्रिक एसिड डिहाइड्रोजनेज घुलनशील विलायक (NADES) केरऽ पीएच म॑ तापमान बढ़ला के साथ गैर-रेखीय घटतऽ प्रवृत्ति देखलऽ गेलै । ई घटना के कारण बढ़लऽ आणविक कंपन कहलऽ जाय छै जे घोल म॑ H+ संतुलन क॑ बाधित करी दै छै, जेकरा स॑ [H]+ आयन के निर्माण होय छै आरू बदला म॑ पीएच मान म॑ बदलाव होय छै । जहाँ साइट्रिक एसिड केरऽ प्राकृतिक पीएच ३ स॑ ५ तलक होय छै, वहीं ग्लिसरॉल म॑ अम्लीय हाइड्रोजन केरऽ उपस्थिति पीएच क॑ आरू कम करी क॑ १.९१ करी दै छै ।
25-60 °C के तापमान सीमा म॑ साइट्रेट आधारित NADES केरऽ पीएच व्यवहार क॑ समीकरण (5) द्वारा उचित रूप स॑ दर्शायलऽ जाब॑ सकै छै, जे देखलऽ गेलऽ पीएच प्रवृत्ति लेली गणितीय अभिव्यक्ति प्रदान करै छै । चित्र 7 म॑ ई रोचक संबंध क॑ चित्रात्मक रूप स॑ चित्रित करलऽ गेलऽ छै, जेकरा म॑ एनएडीईएस केरऽ पीएच प॑ तापमान केरऽ प्रभाव क॑ उजागर करलऽ गेलऽ छै, जे एएमपीई लेली १.४% होय के रिपोर्ट करलऽ गेलऽ छै ।
प्राकृतिक साइट्रिक एसिड डीप यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) केरऽ थर्मोग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) क॑ व्यवस्थित रूप स॑ कमरा केरऽ तापमान स॑ ल॑ क॑ 500 डिग्री सेल्सियस तलक के तापमान सीमा म॑ करलऽ गेलऽ छेलै । जैना कि चित्र 8a आरू b स॑ देखलऽ जाय सकै छै कि 100 डिग्री सेल्सियस तलक के प्रारंभिक द्रव्यमान के नुकसान मुख्य रूप स॑ अवशोषित पानी आरू साइट्रिक एसिड आरू शुद्ध ग्लिसरॉल स॑ जुड़लऽ हाइड्रेशन पानी के कारण छेलै । 180 डिग्री सेल्सियस तक लगभग 88% केरऽ महत्वपूर्ण द्रव्यमान अवधारण देखलऽ गेलऽ छेलै, जेकरऽ मुख्य कारण छेलै साइट्रिक एसिड केरऽ अपघटन एकोनिटिक एसिड म॑ आरू बाद म॑ आरू गरम करला प॑ मिथाइलमैलिक एनहाइड्राइड (III) केरऽ निर्माण (चित्र 8 ख) । 180 °C स॑ ऊपर ग्लिसरॉल म॑ एक्रोलीन (एक्रेलाएलडीहाइड) केरऽ स्पष्ट रूप भी देखलऽ जाब॑ सकै छै, जैसनऽ कि चित्र 8b37 म॑ दिखालऽ गेलऽ छै ।
ग्लिसरॉल केरऽ थर्मोग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) स॑ दू चरणऽ के द्रव्यमान हानि प्रक्रिया के पता चललै । प्रारंभिक अवस्था (180 स॑ 220 °C) म॑ एक्रोलीन केरऽ निर्माण शामिल छै, जेकरा बाद 230 स॑ 300 °C तलक के उच्च तापमान प॑ काफी द्रव्यमान के नुकसान होय ​​छै (चित्र 8a) । जेना-जेना तापमान बढ़ै छै, एसीटाल्डीहाइड, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, आरू हाइड्रोजन क्रमिक रूप स॑ बन॑ छै । उल्लेखनीय छै कि द्रव्यमान केरऽ मात्र २८% हिस्सा ३०० डिग्री सेल्सियस प॑ रखलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा स॑ पता चलै छै कि NADES 8(a)38,39 केरऽ आंतरिक गुण दोषपूर्ण होय सकै छै ।
नयऽ रासायनिक बंधन के निर्माण के बारे म॑ जानकारी प्राप्त करै लेली प्राकृतिक गहरा यूटेक्टिक विलायक (NADES) के ताजा तैयार निलंबन के विश्लेषण फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR) द्वारा करलऽ गेलऽ छेलै । विश्लेषण एनएडीईएस निलंबन के स्पेक्ट्रम के तुलना शुद्ध साइट्रिक एसिड (CA) आरू ग्लिसरॉल (Gly) के स्पेक्ट्रा स॑ करी क॑ करलऽ गेलऽ छेलै । सीए स्पेक्ट्रम न॑ १७५२ १/सेमी आरू १६७३ १/सेमी प॑ स्पष्ट चोटी देखैलकै, जे C=O बंधन केरऽ खिंचाव कंपन के प्रतिनिधित्व करै छै आरू सीए केरऽ विशेषता भी छै । एकरऽ अलावा, फिंगरप्रिंट क्षेत्र म॑ 1360 1/cm प॑ OH झुकना कंपन म॑ एगो महत्वपूर्ण बदलाव देखलऽ गेलऽ छेलै, जैसनऽ कि चित्र 9 म॑ दिखालऽ गेलऽ छै ।
तहिना ग्लिसरॉल के मामला में ओएच खिंचाव आ झुकय वाला कंपन के शिफ्ट क्रमशः 3291 1/सेमी आ 1414 1/सेमी के तरंग संख्या पर भेटल छल । आब जेना-जेना तैयार नाडेस केरऽ स्पेक्ट्रम के विश्लेषण करी क॑ स्पेक्ट्रम म॑ एगो महत्वपूर्ण बदलाव मिललै । जैसऽ कि चित्र 7 म॑ दिखालऽ गेलऽ छै, C=O बंधन केरऽ खिंचाव कंपन 1752 1/cm स॑ 1720 1/cm आरू ग्लिसरॉल केरऽ -OH बंधन केरऽ झुकना कंपन 1414 1/cm स॑ 1359 1/cm तलक शिफ्ट होय गेलऽ छै । तरंग संख्या म॑ ई बदलाव विद्युत ऋणात्मकता म॑ बदलाव के संकेत दै छै, जे एनएडीईएस केरऽ संरचना म॑ नया रासायनिक बंधन के निर्माण के संकेत दै छै ।