化工萃取蒸馏分离应用中，选择夹带剂的最常见标准是显著改变相对挥发性，以打破共沸物的共沸平衡。根据对比没有明显特征的相对挥发性的变化来选择夹带剂是很困难的。
朱兆友教授团队长期致力于绿色化工过程强化研究，开发的选择夹带剂的总年度成本（TAC）模型获得了高度一致的案例验证。化工分离共沸系统过程中选择夹带剂在追求经济性的同时，研究者们将重点放在环境温室气体排放潜势和未来人类生物毒性潜势的评估上。筛选夹带剂的新型理论规则和模型的研究和开发也成为制约选择环境友好性和绿色可持续性的优越夹带剂的关键。引入采用了国际标准的生命周期评价（LCA）的系统机理用于选择夹带剂的LCA模型筛选合适、可靠的绿色可持续性的有机溶剂，会形成了一种新的综合关联模型规则机制，这也对未来多维度评估和筛选夹带剂提出了挑战。
基于此，青岛科技大学化工学院朱兆友教授、王英龙教授团队开发了一种新颖的标准预测理论，用于评价化学分离工程中筛选夹带剂的绿色可持续发展（GWP、AP）和毒性（FETP、TETP、HTP）特性的LCA指标，是具有经济性、环境友好性和绿色可持续性的综合预测模型。启发式预测模型的目的是模拟、分析、评估和表征化学工业中筛选萃取蒸馏分离共沸物过程中的夹带剂的经济性能和环境负担，节省了大量的实验、过程模拟和优化计算工作，提高了筛选环境友好性和绿色可持续性夹带剂的准确性和优化效率。此外，它还可以以高效率和高精度扩展到三元、四元和其他多组分共沸物的分离。
这项工作提出的策略有望为筛选经济性、环境友好性和绿色可持续性的夹带剂的研究开辟了一个新思路。该成果以“A Heuristic Predictive Model for Screening Green Entrainer Comparing Life Cycle Assessment Indexes and Economics”为题，发表在英国皇家化学会出版的绿色化学国际权威期刊 Green Chemistry 上，并入选 “2023 Green Chemistry Advance Articles”，被选为 Hot Ariticle。
青岛科技大学硕士研究生徐清刚为本文的第一作者，王英龙教授为本文的通讯作者。
提出的启发式预测模型以最小化TAC和LCA的影响避免了在夹带剂与重组分之间形成新的共沸物或接近沸点的体系，导致溶剂回收和利用的新困难。在追求过程系统优化的最小经济性的同时，LCA指标对新型预测复合模型的影响也揭示了溶剂选择的环境友好性和绿色可持续性效应，节省了大量的实验、过程模拟和优化计算工作，提高了筛选环保绿色可持续夹带剂的准确性和优化效率。
启发式预测模型不仅可以高效和高精度地扩展到分离三元、四元和其他多组分共沸物，还为对有机溶剂、低共熔溶剂、离子液体及其混合溶剂的筛选和应用提供了更多维度的预测理论规则和系统评价的参考意义，在未来的化学分离工程中以及化学过程设计模拟和优化技术的经济性、环境友好性和绿色可持续性评价中发挥着特别重要的理论指导作用。
论文信息
A Heuristic Predictive Model for Screening Green Entrainer Comparing Life Cycle Assessment Indexes and Economics
Qinggang Xu, Jiafu Xing, Yuyang Jiao, Zihao Su, Yanli Zhang, Peizhe Cui, Jianguang Qi, Zhaoyou Zhu, Yinglong Wang*(王英龙，青岛科技大学), Yixin Ma
Green Chem., 2023.
https://doi.org/10.1039/d2gc04807h
通讯作者简介
王英龙教授青岛科技大学
本文通讯作者，青岛科技大学教授、博士生导师，出版教材及译著7部，主要从事过程模拟热力学与绿色化工等领域研究，主持国家基金3项、省部市厅级科研项目10余项和企业横向课题20多项，授权发明专利84件，为企业创造效益30多亿元，获得山东省科技进步一等奖、技术发明二等奖等省部级奖励9项，获山东省省级教学成果一等奖等教学奖励10余项，发表SCI论文300余篇，被引用4800余次，入选全球前2%顶尖科学家榜单。
文稿：李臣 审核：张岩
