TWI757350B

TWI757350B - 熱感應溶液及其使用方法

Info

Publication number: TWI757350B
Application number: TW106134156A
Authority: TW
Inventors: 戴爾約瑟夫布里吉
Original assignee: 紐西蘭商艾克福特士技術有限公司
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2022-03-11
Also published as: US20200023316A1; EA201990577A1; BR112019006658A2; SA519401467B1; JP7094964B2; IL265729B; WO2018067019A3; ZA201901739B; TW201821373A; MX2019003831A; CA3036645A1; US20220193608A1; US11020706B2; PE20191004A1; KR20190055244A; CL2019000878A1; CN110099869B; CN110099869A; IL265729A; JP2020500106A

Abstract

本發明係關於一熱感應溶液，特別為在滲透過程中適合用於在節能條件下大規模由水溶液分離或純化溶質及/或水之一溶液。

Description

熱感應溶液及其使用方法

Neff之US專利3,130,156係針對一正滲透脫鹽過程，其描述使用2莫耳濃度之碳酸氫銨溶液用以跨越(across)一半透膜由海水提取出水之用途。根據Neff，所獲得之含水及碳酸氫銨混合物之稀釋溶液之後被加熱使該碳酸氫銨溶質轉換(convert)成氨及二氧化碳之組成氣體(constituent gases)。然後該氣體由該溶液被釋出而留下純水。發現汽化該氣體(vaporise the gases)需要相當多量之能量。此外，只有相對少量之水由大量海水被純化出來，意指在過程中所需輸入之能量對於所獲得之純化水產量之比例很低。此意謂此過程不適合用於大規模使用。

Neff概念由McGinnis(如US專利7,560,029所述)進一步發展及完善成可擴展之更節能之脫鹽過程。McGinnis使用以下原理以調整正滲透過程之滲透平衡：加入氨及二氧化碳之混合物，用所得之碳酸銨、碳酸氫銨及氨基甲酸銨之水溶種類。此外，所得分離之水藉由加熱純化以除去氨及二氧化碳。在此過程中被分離之水仍會被氨輕微污染而其存在意謂著可檢測到氣味。

Jessop等人在US 2014/0076810中描述一種可切換之水或水溶液及其用途。該可切換之水或水溶液係藉由添加包括一至少有一氮原子之可離子化官能基團之可離子化添加劑來形成。該添加劑被進一步描述為單胺、二胺、三胺、四胺或多胺，諸如聚合物或生物聚合物。該可切換之水或水溶液能夠藉由使用觸發器在初始離子強度及增加後離子強度間可逆地切換，該觸發器諸如用CO₂ 、CS₂ 或COS鼓泡或以布氏酸(Bronsted acids)處理。該水或水溶液之可切換性允許控制水或水溶液中各種疏水性液體或溶劑之可溶性或不可溶性。此提供由該可切換之水適度分離疏水溶劑之手段。Jessop工作困難之一為難以將CO₂ 與胺分離以實現可切換之水。微量之CO₂ 及胺可在提取液(draw solution)中保持溶解，而加熱及汽提(stripping)及回收動力學很慢 – 數小時至數分鐘。

Jung等人之US 2013/0240444描述使用一作為提取液使用之溫敏寡聚物，其中該寡聚物具有一重複單位–C(=O)N(R)₂ (即一醯胺官能基團)，其中各R可為直鏈或支鏈或一起形成包含雜環之氮。該寡聚物可被用於一滲透提取液中用以分離出水性介質中之溶質。該提取溶質(draw solute)可藉由大於或等於低臨界溶液溫度之溫度下之相分離回收。該低臨界溶液溫度(LCST)係低於該混合物組分可互溶之溫度。該字「低」指該LCST係部分互溶或只對某些組成物互溶之溫度區間之下限。換言之，該寡聚物之熱敏性質由於溫度小幅升高導致沉澱而使水溶性顯著降低。在低於該LCST之溫度，該寡聚物或其聚合物可容易地溶解在水中，但在高於或等於該LCST溫度，該寡聚物或其聚合物之親水性降低而該以疏水性相互作用為主。寡聚物及聚合物問題之一係其為相對大之分子，且大分子產生擴散濃度極化，其藉由使該提取液較不易被提取而降低正滲透系統之有效滲透勢。相對較大分子及聚合物也依賴沉澱機制而非乳化以回收該提取溶質，而需要會增加系統成本及複雜性之二次過濾機制。

Lee等人之US 2014/0158621也描述一熱感應提取溶質，其基於包含至少一醯胺官能基團或一羧酸官能基團之一化合物或物質，其可被用於基於正滲透之水脫鹽及純化技術。與上述之Jung相似，Lee也描述熱感應提取液中之醯胺類官能基團之用途及實用性及依賴LCST來實現在一正滲透應用中由該提取液相分離出溶質。寡聚物及聚合物問題之一係其為向對大分子而大分子產生擴散濃度極化，藉由使提取液較不易提取而降低正滲透系統之有效滲透勢。相對大分子及聚合物也依靠沉澱機制而非乳化來回收提取溶質，而需要會增加系統成本之複雜性之二次過濾機制。

Onishi等人之US專利6,858,694描述表現出低臨界溶液溫度及上臨界溶液溫度(UCST)之一刺激感應聚合物衍生物，造成其可逆之取決於氫離子濃度之溶解及沉澱。‘694所述之聚合物也依賴被描述為展示酮-烯醇互變異構化之醯胺型官能基團。聚合物問題之一係其為相對大分子，且大分子產生擴散濃度極化，藉由使提取液較不易被提取而降低正滲透系統之有效滲透勢。

Ikeda等人之US 2016/0175777描述一使用提取液之改良型正滲透裝置，其使用陰離子及陽離子源。特別地，該陰離子衍生自CO₂ ，即溶於水時產生陰離子之物質，諸如碳酸陰離子及/或碳酸氫根陰離子。該陽離子源係胺化合物，其溶於水時會產生陽離子。該提取液被廣泛地描述為一溶液，其具有陽離子源及陰離子源。CO₂ 物理分離取決於氣體分離，其為一相對複雜及低能量效率之過程。其較佳之胺係完全互溶且分子量小於74。

儘管有上述之努力，所述之提取液在很大程度上仍非令人滿意，其依靠昂貴組分、需要相當大能量來回收提取液或者依賴由提取液方面來看效率低之大分子。本發明目的係提供能克服此等困難之一溶液或至少提供一有用之替代物。

本發明係指向一熱感應溶液及其於滲透過程之用途。

本發明之一態樣提供一熱感應滲透溶液，其在滲透用之溶劑中具有一較低臨界溶液溫度，其包括： a) 至少一含化合物之三級胺；及 b) 至少一烯醇化(enolisable)羰基；其中在使用時至少一鹼基或至少一烯醇化羰基於攝氏20度或20度以上及1大氣壓與水不互溶。

在另一態樣本發明提供一熱感應滲透溶液，其在一用於滲透之溶劑中具有一低臨界溶液溫度，其包括： a) 至少一含化合物之三級胺；及 b) 至少一式I之烯醇化羰基，

式I 其中 c) R₁ 及R₂ 係獨立地選自於-C₁ -C₇ 烷基或-C₃ -C₇ 單環；或 d) R₁ 或R₂ 之一係選自於一-O-(C₁ -C₇ 烷基)及另一係選自於-C₁ -C₇ 烷基，或 e) R₁ 及R₂ 與式I之羰基一起形成3-15員單環酮或3-15員單環雜環酮；及其中使用時於攝氏20度或其以上及一大氣壓下該至少一鹼或至少一烯醇化羰基係與水不互溶。

本發明另一態樣提供一用於分離含一或多溶劑之第一溶液之方法，其使用如上定義之熱感應溶液，該方法包括： 1) 使該第一溶液與一半透膜接觸； 2) 使該第一溶液中之一或多溶劑藉滲透由該第一溶液流動穿過該半透膜至該熱感應溶液中以形成一第二溶液，其中該熱感應溶液之滲透濃度高於該第一溶液； 3) 提高該第二溶液之溫度至該熱感應溶液之低臨界溶液溫度或其以上以造成該熱感應溶液與來自穿過該半透膜之該第一溶液之該一或多溶劑不互溶；及 4) 分離由該不互溶熱感應溶液穿過該半透膜之該一或多溶劑。

本發明另一態樣提供一用於分離含一或多溶劑之第一溶液之方法，其使用如上定義之熱感應溶液，該方法包括： 1) 使該第一溶液與一半透膜接觸； 2) 使該第一溶液中之一或多溶劑藉滲透由該第一溶液流動穿過該半透膜至該熱感應溶液中以形成一第二溶液，其中該熱感應溶液之滲透濃度高於該第一溶液； 3) 調整該熱感應溶液之低臨界溶液溫度以造成該熱感應溶液與來自穿過該半透膜之該第一溶液之該一或多溶劑不互溶；及 4) 分離由該不互溶熱感應溶液穿過該半透膜之該一或多溶劑。

該熱感應溶液之該低臨界溶液溫度之一具體實施例係藉由添加一或多如上定義之含化合物之三級胺，或藉由添加一或多如上定義之烯醇化羰基，或藉由添加該一或多含化合物之三級胺與該一或多烯醇化化合物之組合物來調整。

先前簡要概述廣泛地描述本發明某些具體實施例之特徵及技術優點。將在以下之本發明詳細敘述及實施例中描述進一步之技術優點。

當結合任一附圖及實施例考慮時，將從本發明之詳細敘述中更好地理解被認為本發明特徵之新穎特性。然而，本文提供之附圖及實施例旨在幫助說明本發明或協助發展對本發明之理解，而非限制本發明範圍。

以下描述闡述了許多例示性配置、參數等。然而，應當認知如此描述並非旨在作為本發明範圍之限制，而是被提供作為例示性實施例之描述。

在本發明之敘述、具體實施例及實施例中之各實例中，術語「包括(comprising)」、「包含(including)」等將被廣泛而不受限制地解釋。因此，除非上下文另有明確要求，否則在整個說明書及申請專利範圍中，詞語「包括」、「包含」等將被理解為具有包容性意義(相對於排除性意義)，也就是「包括但不限於」之意思。

該術語「滲透」被理解為以膜為基礎之分離過程，其依賴半透膜之半透性以去除溶解之溶質或從溶解之溶質中使溶劑分離，而其中用於分離之驅動力係滲透壓。該術語「滲透溶液」意指一溶液，其跨過該半透膜產生滲透壓。

該術語「約」或「大致」通常意指在給定值或範圍之20%內、更佳在10%內、最佳在5%內。或者，該術語「約」係指在給定值之一個對數(within a log)(即一個數量級)內，較佳在1/2至2倍內(within a factor of two)。

本文使用之術語「C₁ -C₇ 烷基」係指完全飽和支鏈或無支鏈之烴部分(moiety)，其可為1-7個碳特定範圍之直鏈或支鏈。較佳該烷基包括1-7個碳原子，或1-4個碳原子。C₁ -C₇ 烷基之代表性實施例包含但不限於甲基、乙基、n -丙基、異-丙基、n -丁基、sec -丁基、iso -丁基、tert -丁基、n -戊基、異戊基、新戊基、n -己基、 3-甲基己基、 2、2- 二甲基戊基、 2、3-二甲基戊基、n -庚基等。舉例而言，表示式C₁ -C₄ -烷基包含但不限於甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、 tert-丁基及異丁基。該C₁ -C₇ 烷基基團之一具體實施例可經以一或多以下基團取代：-鹵素、 -OH、 -CN、 -NO₂ 、 -C≡CH、 -SH、 -C₁ -C₇ 烷基、 -(C₁ -C₇ 烷基)-OH、 -NH₂ 、 -NH(C₁ -C₇ 烷基)、-N(C₁ -C₇ 烷基)₂ 、 -O (C₁ -C₇ 烷基)、 -C(O)-O(-C₁ -C₇ 烷基)、 -C(O)OH、-C(O)-H或-C(O)-( C₁ -C₇ 烷基)。

本文使用之術語「C₃ -C₇ 單環」係3-、4-、5-、6-或7-員飽和或未飽和單環。代表性C₃ -C₇ 單環基團包含但不限於環丙基、環丁基、環戊基、環己基、苯基及環庚基。在一具體實施例中，該C₃ -C₇ 單環環烷基基團可經以一或多以下基團取代：-鹵素、-OH、-CN、-NO₂ 、-C≡CH、-SH、-C₁ -C₇ 烷基、-(C₁ -C₇ 烷基)-OH、-NH₂ 、-NH(C₁ -C₇ 烷基)、-N(C₁ -C₇ 烷基)₂ 、-O (C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)-O(-C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)OH、-C(O)-H或-C(O)-( C₁ -C₇ 烷基)。

該術語「3-至15-員單環酮」係指一3-至15-員非芳族單環系統，其包含一酮官能基團。3-至15-員單環酮之代表性實施例包含但不限於環丙酮、環丁酮、環戊酮、環己酮、環庚酮、環辛酮、環壬酮、環癸酮、環十一酮(cycloundecanone)、環十二酮(cyclododecanone)、環十三酮(cyclotridecanone)、環十四酮(cyclotetradecanone)及環十五酮(cyclopentadecanone)。

在一具體實施例中，該3-至15-員單環酮可經以以下一或多基團取代： -鹵素、-OH、-CN、-NO₂ 、-C≡CH、- SH、-C₁ -C₇ 烷基、-(C₁ -C₇ 烷基)-OH、-NH₂ 、-NH(C₁ -C₇ 烷基)、-N(C₁ -C₇ 烷基)₂ 、-O (C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)-O(-C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)OH、-C(O)-H或-C(O)-( C₁ -C₇ 烷基)。

該術語「3-至15-員單環雜環酮」係指：(i)一3-或4-員非芳族單環環烷基，其中該環碳原子之一經以N、O或S原子取代；或(ii)一5-至15-員非芳族單環環烷基，其中該環碳原子之1-4獨立地經以N、O或S原子取代。有N、O或S原子之一3-至15-員單環雜環酮之代表性實施例包含但不限於：環氧乙烷(oxiran)-2-酮、環硫乙烷(thiirane)-2-酮、氧雜環丁烷-2-酮、氧雜環丁烷-3-酮、氮雜環丁(oxetan )-3-酮、硫雜環丁烷-2-酮、硫雜環丁烷-3-酮、二氫呋喃-2(3H)-酮、二氫呋喃-3(2H)-酮、吡咯啶-3-酮、二氫噻吩-3(2H)-酮、二氫噻吩-2(3H)-酮、四氫- 2H-吡喃-2-酮、二氫-2H-吡喃-3(4H)-酮、二氫-2H-吡喃-4(3H)-酮、哌啶-3-酮、哌啶-4-酮、四氫-2H-硫吡喃-2-酮、二氫-2H-硫吡喃-3(4H)-酮、二氫-2H-硫吡喃-4(3H)-酮、環氧己烷(oxepan)-2-酮、環氧己烷-3-酮、環氧己烷-4-酮、硫雜環庚烷(thiepan)-2-酮、硫雜環庚烷-3-酮、硫雜環庚烷-4-酮、氮雜環庚烷(azepan)-3-酮、氮雜環庚烷-4-酮、氧雜環辛烷(oxocan)-2-酮、氧雜環辛烷-3-酮、氧雜環辛烷-4-酮、氧雜環辛烷-5-酮、硫雜辛烷(thiocan)-2-酮、硫雜辛烷-3-酮、硫雜辛烷-4-酮、硫雜辛烷-5-酮、氮雜環辛烷(azocan)-2-酮、氮雜環辛烷-3-酮、氮雜環辛烷-4-酮、氮雜環辛烷-5-酮、氮雜環壬烷(azonan)-3-酮、氮雜環壬烷-4-酮、氮雜環壬烷-5-酮、氧雜環壬烷(oxonan)-2-酮、氧雜環壬烷-3-酮、氧雜環壬烷-4-酮、氧雜環壬烷-5-酮、硫雜環壬烷(thionan)-2-酮、硫雜環壬烷-3-酮、硫雜環壬烷-4-酮、硫雜環壬烷-5-酮、氧雜環十一烷-2-酮、氧雜環十一烷-3-酮、氧雜環十一烷-4-酮、氧雜環十一烷-5-酮、氧雜環十一烷-6-酮、氮雜環十一烷-3-酮、氮雜環十一烷-4-酮、氮雜環十一烷-5-酮、氮雜環十一烷-6-酮、硫雜環十一烷-2-酮、硫雜環十一烷-3-酮、硫雜環十一烷-4-酮、硫雜環十一烷-5-酮、硫雜環十一烷-6-酮、氧雜環十二烷-2-酮、氧雜環十二烷-3-酮、氧雜環十二烷-4-酮、氧雜環十二烷-5-酮、氧雜環十二烷-6-酮、氧雜環十二烷-7-酮、氮雜環十二烷-3-酮、氮雜環十二烷-4-酮、氮雜環十二烷-5-酮、氮雜環十二烷-6-酮、氮雜環十二烷-7-酮、硫雜環十二烷-2-酮、硫雜環十二烷-3-酮、硫雜環十二烷-4-酮、硫雜環十二烷-5-酮、硫雜環十二烷-6-酮、硫雜環十二烷-7-酮、氧雜環十三烷-2-酮、氧雜環十三烷-3-酮、氧雜環十三烷-4-酮、氧雜環十三烷-5-酮、氧雜環十三烷-6-酮、氧雜環十三烷-7-酮、氮雜環十三烷-3-酮、氮雜環十三烷-4-酮、氮雜環十三烷-5-酮、氮雜環十三烷-6-酮、氮雜環十三烷-7-酮、硫雜環十三烷-2-酮、硫雜環十三烷-3-酮¸ 硫雜環十三烷-4-酮、硫雜環十三烷-5-酮、硫雜環十三烷-6-酮、硫雜環十三烷-7-酮、氧雜環十四烷-2-酮、氧雜環十四烷-3-酮、氧雜環十四烷-4-酮、氧雜環十四烷-5-酮、氧雜環十四烷-6-酮、氧雜環十四烷-7-酮、氧雜環十四烷-8-酮、氮雜環十四烷-3-酮、氮雜環十四烷-4-酮、氮雜環十四烷-5-酮、氮雜環十四烷-6-酮、氮雜環十四烷-7-酮、氮雜環十四烷-8-酮、硫雜環十四烷-2-酮、硫雜環十四烷-3-酮、硫雜環十四烷-4-酮、硫雜環十四烷-5-酮、硫雜環十四烷-6-酮、硫雜環十四烷-7-酮、硫雜環十四烷-8-酮、氧雜環十五烷-2-酮、氧雜環十五烷-3-酮、氧雜環十五烷-4-酮、氧雜環十五烷-5-酮、氧雜環十五烷-6-酮、氧雜環十五烷-7-酮、氧雜環十五烷-8-酮、氮雜環十五烷-3-酮、氮雜環十五烷-4-酮、氮雜環十五烷-5-酮、氮雜環十五烷-6-酮、氮雜環十五烷-7-酮、氮雜環十五烷-8-酮、硫雜環十五烷-2-酮、硫雜環十五烷-3-酮、硫雜環十五烷-4-酮、硫雜環十五烷-5-酮、硫雜環十五烷-6-酮、硫雜環十五烷-7-酮、硫雜環十五烷-8-酮。在一具體實施例中，該3-至15-員單環雜環酮基團可經以一或多以下基團取代： -鹵素、-OH、-CN、-NO₂ 、-C≡CH、-SH、-C₁ -C₆ 較低烷基、-(C₁ -C₇ 烷基)-OH、-NH₂ 、-NH(C₁ -C₇ 烷基)、-N(C₁ -C₇ 烷基)₂ 、-O (C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)-O(-C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)OH、-C(O)-H或-C(O)-( C₁ -C₇ 烷基)。為避免疑義，該3-5員單環雜環酮不包含任何醯胺基團，其中該酮烯醇化羰基基團係與環狀結構中N原子相鄰。

本文使用之術語「鹵素」係指-F、-Cl、-Br或-I

。

本文使用之術語不互溶意指不完全互溶或不能與該溶劑相形成單一連續相。

該術語「一烯醇化羰基」意指有一或多羰基官能基團之一化合

物，其中至少一羰基官能基團有α氫(Hα)，其可被鹼去除以形成烯醇化物然後如以下反應圖解所示之一烯醇。

應理解本說明使用之術語烯醇化羰基不包含僅有一醛官能基團之化合物、僅有一羧酸官能基團之化合物、僅有一醯胺官能基團之化合物、僅有一醯鹵官能基團或之化合物或乙醯丙酮。

該術語烯醇化羰基包含但不限於以下之一或多者：丙酮、苯乙酮、甲基乙基酮(2-丁酮)及環己酮。

該術語「含化合物之三級胺」較佳為一路易斯鹼。若該鹼為一路易斯鹼，可設想與該烯醇化羰基形成路易斯加成物。在一具體實施例中，較佳地於攝氏20度及其以上及標準大氣壓下該含化合物之三級胺與水不互溶。該溶液可包含多於一之含化合物之三級胺之組合物。該含化合物之三級胺可為脂族、共軛、不對稱或環狀。

適合之三級胺之實例包含以下：

。

在一具體實施例中該鹼係選自於一-N(C₁ -C₇ 烷基)₃ 。在另一具體實施例中該鹼係選自於一-N(C₁ -C₄ 烷基)₃ 。在又另一具體實施例中該鹼係-N(C₂ 烷基)₃ (三乙胺)。

可瞭解以上所列之胺能簡單地用於工業規模生產。

該術語「熱感應溶液」意指表現出其隨著溫度溶解度會劇烈且不連續變化之溶液。

該術語「低臨界溶液溫度」(LCST)意指一低於以下溫度之臨界溫度，於該溫度該溶液性質(光學、傳導性及/或pH)開始令該溶液組分變可互溶。

本發明係針對一熱感應滲透溶液及其在滲透過程之用途。本案發明人已進行研究尋找替代之熱感應溶液，其可能在工業規模上容易擴展同時也提供非常有效之擴散及滲透勢性質同時節省成本及能源。本案發明人已確定用於滲透之溶劑中具有低臨界溶液溫度之適合熱感應滲透溶液，其包括： a) 至少一含化合物之三級胺；及 b) 至少一式I之烯醇化(enolisable)羰基，

式I 其中 c) R₁ 及R₂ 係獨立地選自於-C₁ -C₇ 烷基或-C₃ -C₇ 單環；或 d) R₁ 或R₂ 之一者係選自於-O-(C₁ -C₇ 烷基)且另一係選自於-C₁ -C₇ 烷基，或 e) R₁ 及R₂ 與式I之羰基一起形成3-15員單環酮或3-15員單環雜環酮；且其中使用時於攝氏20度或其以上及1大氣壓至少一該鹼或該至少一烯醇化羰基與水不互溶。

在一具體實施例中式I之R₁ 及R₂ 係獨立地選自於-C₁ -C₇ 烷基。在另一具體實施例中R₁ 及R₂ 係獨立地選自於甲基及乙基。在一具體實施例中該烯醇化羰基係選自於2-丁酮、丙酮、異丁基酮。在一具體實施例中該溶液包含多於一之式I烯醇化羰基之組合。

在一具體實施例中式I之R₁ 係選自於一-C₁ -C₇ 烷基及R₂ 係選自於-O-(C₁ -C₇ 烷基)。在另一具體實施例中該烯醇化羰基係選自於甲酸乙酯或甲酸甲酯。

在其他具體實施例其中式I之R₁ 及R₂ 一起形成一環系統，其選自於3-15員單環酮或單環酯。在一具體實施例中該烯醇化羰基係選自於環己酮或四氫-2H-吡喃-2-酮。

可發現當R₁ 及R₂ 一起形成一環系統，該環系統可進一步經以一或多取代基取代，該取代基係選自於-鹵素、-OH、-CN、-NO₂ 、-C≡CH、-SH、-C₁ -C₇ 烷基、-(C₁ -C₇ 烷基)-OH、-NH₂ 、-NH(C₁ -C₇ 烷基)、-N(C₁ -C₇ 烷基)₂ 、-O(C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)-O(-C₁ -C₇ 烷基)、-C(O)OH、-C(O)-H或-C(O)-( C₁ -C₇ 烷基)等。

可發現式I之該鹼與該烯醇化羰基之莫耳比可能變化很大，可為由約1:99或99:1；或由約1:50或50:1或由約1:10或10:1或由約1:5或5:1或由約1:3或由約3:1或由約1:2或由約2:1。在一較佳具體實施例中該莫耳比為約1:1。一具備技術之工業化學家將能夠確定最適合之莫耳比，其取決於所使用熱感應溶液之目的。各種熱感應溶液之莫耳比範圍係如圖7至9所示。

在一具體實施例中該溶劑係水。

在另一態樣中提供一滲透過程或方法，其係用於分離包含一或多溶劑之第一溶液，其使用一如上定義之熱感應溶液。該方法包括： 1) 使一第一溶液與一半透膜接觸； 2) 使該第一溶液中之一或多溶劑藉滲透由該第一溶液流動穿過該半透膜至該熱感應溶液中以形成一第二溶液，其中該熱感應溶液之滲透濃度高於該第一溶液； 3) 提高該第二溶液之溫度至該熱感應溶液之低臨界溶液溫度或其以上以造成該熱感應溶液與來自穿過該半透膜之該第一溶液之該一或多溶劑不互溶；及 4) 分離由該不互溶熱感應溶液穿過該半透膜之該一或多溶劑。

本發明另一態樣提供一用於分離包含一或多溶劑之第一溶液之方法，其使用如上定義之一熱感應溶液，該方法包括： 1) 使該第一溶液與一半透膜接觸； 2) 使該第一溶液中之一或多溶劑藉滲透由該第一溶液流動穿過該半透膜至該熱感應溶液中以形成一第二溶液，其中該熱感應溶液之滲透濃度高於該第一溶液； 3) 調整該熱反應溶液之低臨界溶液溫度以造成該熱感應溶液與來自穿過該半透膜之該第一溶液之該一或多溶劑不互溶；及 4) 分離由該不互溶熱感應溶液穿過該半透膜之該一或多溶劑。

在一具體實施例中該熱感應溶液之低臨界溶液溫度係藉由以下方式調整：添加如上定義之一或多含化合物之三級胺，或添加如上定義之一或多烯醇化羰基或添加一或多含化合物之三級胺及一或多烯醇化化合物之組合。

可發現以上態樣中該第一溶液可包含一或多溶解之溶質。在其他具體實施例中該第一溶液係選自於海水、微鹹水、工業廢水流(industrial water waste streams)、受影響之水源(compromised water sources)、污水(sewage)、廢液(wastewater liquors)、沼渣(digestates)、食物及飲料加工流出物、灰水(grey water)、果汁、疏菜汁、牛奶、產出水(produced waters)、垃圾滲出水(leachates)、煙道氣洗滌器排放物(scrubber discharge)等。實施例

本文所述實施例係為說明本發明特定具體實施例之目的而提供，而非意圖以任何方式限制本發明。普通技術人員可利用本文之揭露內容及教示來產生其他具體實施例及變化而無需過度實驗。所有如此之具體實施例及變化係被認為是本發明之一部分。實施例1

在第一實施例中，本案發明人在試管中以一定體積之水取相等莫耳比之丙酮作為烯醇化羰基及三乙胺作為該鹼。該溶液之DSC掃描顯示於32.25 °C有一熱感應點，其達到該低臨界溶液溫度，見圖2。觀察到接近該點時該溶液從水中之丙酮/三級胺之互溶混合物經乳化物至水中之丙酮/三級胺之不互溶混合物。實施例2

在第二實施例中，本案發明人在試管中以一定體積之水取相等莫耳比之2-丁酮作為烯醇化羰基及三乙胺作為該鹼。該溶液之DSC掃描顯示於24.42°C有一熱感應點，其達到該低臨界溶液溫度，見圖3。觀察到接近該點時該溶液從水中之2-丁酮/三級胺之互溶混合物至水中之2-丁酮/三級胺之不互溶混合物。如圖4(a)至4(c)所示之一系列圖片顯示該溶液混合物之可觀察變化。圖4(a)中可見於26.65°C該鹼及2-丁酮混合物互溶。由於該鹼及酮與水乳化，於26.89°C該鹼及酮混合物外觀變得混濁(見圖4(b))。隨著溫度進一步增加在圖4(c)中可見於27.05°C該鹼及2-丁酮之混合物與水不互溶。

本案發明人已經確定在該溶液中觀察到之效果可被重現。該DSC分析進一步確定該溶解性/極性位移(shift)係吸熱現象，表示存在熔化焓之某種形式，且可溶狀態之組分與水混合係放熱。認為可見溶解性/極性切換之不同溫度隨著該熱感應溶液之組成物性質改變。可發現超過可見溶解性或極性切換之溫度該酮鹼混合物由一可互溶混合物穿過一乳化物至一與水不互溶之酮及鹼混合物。實施例3

在第三實施例中，本案發明人在一測試瓶中以一定體積之水取相等莫耳比之環己酮作為烯醇化羰基及三乙胺作為該鹼及慢慢地增加該混合物之溫度。圖5(a)至5(c)所示之一系列圖片顯示該溶液混合物之可觀察變化。該系列圖片顯示三乙胺及環己酮水溶液之可觀察差異，其說明該溶液在溫度範圍內之物理性質變化。在圖5(a)中可見於15.21°C該鹼及酮混合物與水互溶。由於該鹼及酮與水乳化，於15.38°C該鹼及酮混合物外觀變得混濁(見圖5(b))，且於 18.33°C該鹼及酮與水不互溶。實施例4

可理解在實施例1至3測得之該LCST有可見性或不互溶vs互溶層方面之目測變化支持。該光學變化之確切點可能難以用目測判斷。已發現使用UV-Vis-NIR光譜儀更容易測量各種測試溶液之光學性質以確定該LCST之轉變。使用具有廣波長範圍190-1110nm之Stellar Net’s SILVER-Nova 光纖光譜儀紀錄該測試溶液於不同溫度之透光率。該光源係可用於反射、透光及吸光測量之SL1鹵素鎢絲燈。使用連接光源及光譜儀之浸入式(dip)探針來測量提取液之特性。原料及方法

各種測試提取液係被製備，其在25 mL玻璃瓶中使用三乙胺 (TEA)、甲基乙基酮(MEK)、N-乙基哌啶、二乙基甲基胺(diethylmethylamine)、環己酮

及二乙基甲基胺及水各莫耳比及組合。在不同之溫度每2秒於850nm波長紀錄透光率。電阻溫度檢測器(RTD)探針與浸入式探針一起被插入以紀錄與每2秒捕獲之事件同時之溫度。主要目的係在於紀錄該LCST透光率之轉變，其中該溶液從於低於LCST之清澈溶液(100%透光率)於低於LCST轉變為高於LCST之混濁(cloudy)。用以以2°C/min速率升溫之控制器係一Qpod-2e，其具有帶磁性攪拌器之基於帕耳帖之比色皿座(Peltier based cuvette holder)。對一測試溶液以0.5:1:5莫耳比(分別)使用TEA、MEK及水也可獲得第一及第二衍生曲線。結果

使用實驗數據獲得如圖6所示於850nm之透光率% vs溫度曲線。圖6顯示於850nm及不同溫度紀錄之該提取液之透光率曲線。於LCST所有提取液都觀察到透光率%急遽下降。對

使用 TEA、MEK及水莫耳比0.5:1:5 (分別)之一測試溶液獲得如圖7(a)所示之透光率曲線，然後也獲得分別如圖7(b)及7(c)所示之第一及第二衍生曲線。本案發明人認為該第二衍生曲線之曲線與恰低於28度C之x軸相交之點即該特定測試溶液之LCST。實施例 5: 莫耳比

在第四實施例中，測量不同溫度之包括三乙胺及水中之酮之各熱感應

溶液之莫耳比及紀錄在水中該溶液之互溶性。結果列示於下表1-4中。表1

表2顯示三乙胺對500 µL水中2-丁酮之莫耳比範圍表及對水相於5°C及50°C之觀察效果。表 2

**於5 °C穩定30分鐘，於50 °C沉浸10秒，觀察

表3顯示三乙胺對500 µL水中丙酮之莫耳比範圍表及於5°C及50°C於水相之觀察效果。表 3

**於5 °C穩定30分鐘，於50 °C沉浸10秒，觀察

表4顯示三乙胺對500 µL水中環己酮之莫耳比範圍表及於5°C及50°C於水相之觀察效果。表 4

**於5 °C穩定30分鐘，於50 °C沉浸10秒，觀察實施例 6 – 酮及胺之組合物 :

在第五實施例中，測量不同溫度之包括三乙胺及水中之酮之各熱感應

溶液之莫耳比及紀錄在水中之該溶液之互溶性。結果列示於下表5中。表 5

由表列結果可見酮混合物之組成物與單一酮同樣有效。也注意到可以藉由選擇該酮混合物之組分來控制不互溶發生之溫度。胺、酮及水之最小比例

進行以下實驗以確定表現為可切換極性提取液之提取液中胺、酮及水之各別最小比例。本實驗主要目的在於以最經濟方式學習如何管理該溶液組分。用於本試驗之模型提取液係三乙胺(TEA)、甲基乙基

酮(MEK)及水。胺之最小莫耳比

該提取液係使用TEA、MEK及水製備，25 mL玻璃瓶中TEA莫耳比由0.1至1變化。相對於莫耳比之TEA量及莫耳數係如列表(如表6所示)。一直保持MEK(4.0061 g)及水(10 g)為1: 10之固定莫耳比。對於所有測試樣品，使用電阻溫度檢測器(RTD)記錄目測LCST。表 6: 包含TEA、MEK及水之該提取液之目測LCST數據，其TEA比例有變化

由圖8，可見該隨著該提取液中TEA莫耳比由0.1增加至0.4而增加之LCST。對於大於0.4之莫耳比，LCST維持原樣。由此些結果可知該提取液所需之TEA最小莫耳比為0.5，以表現為可切換極性溶液而不改變LCST。酮之最小莫耳比

於25 mL玻璃瓶中使用TEA、MEK及水來製備該提取液，該MEK之莫耳比由0.1變化至1。相對於該莫耳比之MEK量及莫耳數係如表列(如表7所示)。始終維持TEA(5.6218 g)及水 (10 g)之固定莫耳比1: 10。對於所有樣品，使用電阻溫度檢測器(RTD)紀錄該目測LCST。表 7 : 該包含TEA、MEK及水之提取液之目測LCST數據，其具有不同比例之MEK

由圖9，可見該目測LCST值隨著MEK莫耳比增加而增加，沒有穩定或固定不變之點。因此，對於全部提取液配方，酮之莫耳比保持為1。實施例 7 – 體積比 :

在第6實施例中，於攝氏20度在水中之熱感應溶液各組分之體積比係被研究且其分別在水中之互溶性係被紀錄。結果被表列在下表8中。表 8

實施例 8– 對照組 :

在第7實施例中，於攝氏20、30及50度在水中之熱感應溶液各組分係被研究且其分別在水中之互溶性係被紀錄。結果被表列在下表9及10中。表 9

表 10

由表9及10可見該组分之互溶性可隨著該混合物組分之溫度顯著改變。舉例而言，在表4中可見於攝氏20度(C)，三乙胺及2-丁酮二者皆與水不互溶。然而，在相同溫度下，在水中之三乙胺及2-丁酮混合物互溶，而於30度C該混合物變為不互溶。此例示一熱感應溶液。

相似結果可參見表10，除了在此實施例中酮、丙酮與水互溶外，而在表9中2-丁酮與水不互溶。多胺及單 酮

製備用於各種應用方式之可切換極性提取液之化合物係鹼及烯醇化羰基。組合本質為鹼性之三級胺與具羰基基團之有機化合物之酮，並確定所得組合物之低臨界溶液溫度(LCST)。切換點上共軛、取代及添加官能基團之效果係被觀察，且根據未來之應用方式進一步使用所獲得之數據。依以下性質選擇酮，諸如串接(in series)(例如2-丙酮、2-丁酮等)、異構物(例如2-戊酮及3-戊酮)、環狀(例如環戊酮)及共軛(例如苯乙酮)。

該提取液被配製成由多種胺及酮組成，同時仍表現出熱感應特性。該酮與不同莫耳比之數種選定之胺結合，在加水時紀錄該LCST。於以下實驗中描述數種組合。此外，觀察到不同之酮/胺組合對滲透壓之影響。儀器

改變溫度以確定LCST，其係使用帕耳帖比色皿座(Peltier based cuvette holder)之Qpod-2e。使用電阻溫度檢測器(RTD)探針紀錄該目測LCST溫度。藉冰點下降法(freezing point method)基於滲透計Osmomat 3000確定在水中按重量計10%提取液之滲透度(osmolality)。方法

該提取液由指定莫耳比之胺、酮及水組成，而該提取液之目測LCST被確定。目測LCST係指該溶液在分離成兩相之前變混濁之溫度且該LCST係使用電阻溫度檢測器(RTD)探針來紀錄。

用含10%純提取物(按重量計)及90%水(按重量計)之提取液來測量該提取液之滲透壓。50uL測試樣品(單相冰冷提取液) 被吸出到該測量容器中且被連接到該滲透壓計之熱敏電阻探針。該測試提取液樣品測定係自動執行且溶質(純提取物)之滲透度被顯示在螢幕上。每一樣品進行至少3次試驗並紀錄平均。組合物類型

以不同組合方式組合不同種類之胺及酮，使其具有可切換極性提取液之作用。幾種提取液組合選擇如下： • 單一胺與酮組合

• 多種胺與單一酮

組合 • 多種胺與多種酮組合表11-14中使用以下縮寫 K1 = 酮 1，K2 = 酮 2，K3 = 酮 3; A1 = 胺1，A2 =胺2，A3 =胺3，TEA = 三乙胺，2-P = 2-丙酮，2-PENT = 2-戊酮，3-P = 3-戊酮，2-B = 2-丁酮，CH = 環己酮，1EP = 1 乙基哌啶，DEMA =二乙基甲基胺，ACET =苯乙酮(acetophenone)，2-O = 2-辛酮，4M2P = 4-甲基-2-戊酮，3M2B = 3-甲基-2-丁酮，DMBA = 二甲基苄胺

下表11總結該LCST及不同提取液組合之滲透壓，其包含單一胺與一或多種酮：註：該滲透壓係按重量計10%純提取物之滲透壓。表 11

組合多種胺及單一 酮

下表12總結該LCST及提取液組合物之滲透壓，其包含多種胺及單一酮：註：該滲透壓係按重量計10%純提取物測量。表 12

組合胺及二 酮

下表13總結該LCST及提取液組合物之滲透壓，其包含一或多種胺及二種酮：註：該滲透壓係按重量計10%純提取物之滲透壓。表 13

組合胺及多酮

下表14總結該LCST及提取液組合物之滲透壓，其包含一或多種胺及多種酮：表 14

從這些結果可以認識到有效LCST提取液可由多種胺及酮各種組合及比例製備。該結果也表明可獲得非常廣泛之不同溫度LCST提取液及可藉由使用不同胺及酮達到所需之LCST提取液溫度。也認識到若給定提取液之LCST太高或太低，其LCST可藉由加入酮或胺來改變。從結果還可以看出以若干此等提取液獲得有意義之滲透壓讀值。實施例 9 – 通量實驗

使用如圖10所示之測試系統研究使用本發明之提取液(詳見表15)之跨過半透膜之水通量。該測試系統包括一齒輪泵(1)，其被用於將來自進料槽(3)之進料流通至膜單元(4)中。一導電率探針(2)係被用於測量該進料槽(3)之導電性。該膜單元(4)進料側之三向閥(5)及該膜單元(4)提取物側之三向閥(6)係在清潔或更換該膜時被用於隔離該膜單元。另一閥(7)係被用於在需要維護時隔離該提取物側。此閥(7)也可用來清洗或更換該膜。提取物側之一齒輪泵(8)係被用於流通該提取液至該膜單元中。一電阻溫度檢測器(9)係被用於在冷卻器(10)後控制該溫度，該冷卻器(10)係一用以在進入該膜單元(4)前冷卻(cooll)該提取液之熱交換器。顯示一過濾器(11)，其允許在大氣壓力下運行而不會使操作者暴露於蒸汽或煙霧中之通量實驗。一聚結筒(coalescer cartridge)(12)係被用於在該膜單元(4)後收集該提取液及水。一提取槽(draw tank)及聚結器(coalescer)(13)係被用於由水分離出該提取液。於該提取槽及聚結器(13)之底部係一閥(14)，其被用於排空水箱/聚結器。一電阻溫度檢測器(15)係被用於控制在加熱器(16)之溫度，該加熱器(16)係一用於在該提取液回到該提取槽及聚結器(13)前加熱該提取液之熱交換器。二向閥(17)係被用於在清潔或更換該膜時隔離該提取側。該膜單元(4)提取側之三向閥(18)及該膜單元(4)進料側之三向閥(19)係被用於在清潔或更換該膜時隔離該膜單元。二向閥(20)係被用於在清潔或更換該膜時隔離該進料側。該測試系統係用去離子水(重複三次)沖洗該膜單元(4)中半透膜之各側。該半透膜係一正滲透膜。該膜單元之進料側係以去離子水充滿而該膜單元之提取側係以待測試之選定提取液充滿。然後同時打開該進料溶液泵(1)及提取液泵(8)，使測試系統平衡2-3分鐘。紀錄該提取槽(13)中之水位然後使該系統運轉10分鐘。然後該提取槽(13)藉由將水移除而降到原來在該提取槽中註記之水位及稱量水以確定在10分鐘內跨過該膜之水量。在測試期間重複最後兩個步驟。表15中列出進行測試之比例、提取濃度及持續時間。

表 15:

CP =環戊酮

由表15及圖11及12可見該平均水通量會受溫度及提取液濃度影響。該最高水通量率可用TEA與MEK比例1.0:1.0看到。在TEA及MEK情況下，隨著溫度升高該水通量也隨之增加。隨著該提取液濃度增加一倍，該水通量略微下降。與TEA環戊酮提取液相比，當該提取液濃度增加一倍則該水通量增加。FTIR 實驗

用FTIR光譜儀分析該提取液。使用FTIR測量MEK及TEA與水之各種比率。然後使用主成分分析來分析所得光譜。調查之樣品被標記為TEA、MEK、TEA: MEK及TEA: MEK: H₂ O。

將樣品置於溫度控制台上之樣品盤中並分析。使用Bruker Vertex 70 FT-IR光譜儀進行FT-IR光譜。樣品分析包含獲得16個掃描以產生各光譜及光譜解析度0.4 cm^-1 。

所得光譜如圖13至16所示。可見約1712-1719 cm^-1 之羰基峰在水存在下轉化為烯醇。約1712-1719 cm^-1 之該單一羰基峰(見圖14及15)分裂成代表烯醇形式於1645-1701 cm^-1 之雙峰。

可發現表現出熱感應性之此些溶液在滲透過程中具有作為提取液之適用性。可發現本發明之一熱感應溶液在如圖1和6所示之滲透過程中可當作提取液使用。舉例而言，該提取液可被用以提取水，其需要通過一半透膜純化進入該提取液。一旦該提取液達到其滲透勢該提取液混合物可被加熱至其低臨界溶液溫度，於該點該酮及胺混合物在該水溶液中變成不互溶而該經純化/經處理之水溶液可由該提取液容易地分開(以非常節能的方式藉由物理或機械方式分離)。該提取液可在另一個滲透循環中再循環及再利用。注意到該低臨界溶液溫度可隨著酮/胺混合而改變及是否使用一或多種酮或胺。為了節能目的，希望具有不比室溫高太多之低臨界溶液溫度。

已詳述本發明及其具體實施例。然而，本發明範圍無意未受限於說明書中描述之任何過程、製造方式、物質組成、化合物、手段、方法及/或步驟之特定具體實施例。在不脫離本發明精神及/或主要特徵之情況下，可對所揭露之材料進行各種修改、替換及變化。據此，根據此等與本發明相關之具體實施例，本領域的普通技術人員將從本揭露內容中容易地理解到，可使用能夠如同與本文所述具體實施例執行實質上相同功能或能夠實現實質上相同結果之後續修改、替換及/或變化。從而以下之申請專利範圍意欲將本文揭露之組合、套組、化合物、手段、方法及/或步驟之修改、替換及變化涵蓋在其範圍內。

1‧‧‧齒輪泵2‧‧‧導電率探針3‧‧‧進料槽4‧‧‧膜單元5‧‧‧三向閥6‧‧‧三向閥7‧‧‧閥8‧‧‧齒輪泵9‧‧‧電阻溫度檢測器10‧‧‧冷卻器11‧‧‧過濾器12‧‧‧聚結筒13‧‧‧聚結器14‧‧‧閥15‧‧‧電阻溫度檢測器16‧‧‧加熱器17‧‧‧二向閥18‧‧‧三向閥19‧‧‧三向閥20‧‧‧二向閥

圖1示意性地顯示一滲透分離過程。圖2顯示對三乙胺及丙酮水溶液之微差掃描熱量法(DSC)分析，其表明在32.25℃之焓變化，其與觀察到之溶解性/極性位移(shift)一致。圖3顯示對三乙胺及2-丁酮水溶液之微差掃描熱量法(DSC)分析，其表明在24.42°C之焓變化，其與觀察到之溶解性/極性位移一致。圖4顯示一系列圖片4(a)、4(b)及4(c)，顯示三乙胺及2-丁酮水溶液中之可觀察差異，其表明該溶液在一溫度範圍內之物理性質變化。由圖4(a)可見於26.65°C該鹼、酮及水之混合物可互溶。由於該鹼及酮之混合物變成與水之乳化物，於26.89°C該鹼、酮及水之混合物外觀變得混濁(見圖4(b))，而於27.05°C該鹼及酮之混合物與水不互溶。圖5顯示一系列圖片，其顯示三乙胺及環己酮水溶液中之可觀察差異，其表明該溶液在一溫度範圍內之物理性質變化。由圖5(a)可見於15.21°C該鹼、酮及水之混合物可互溶。由於該鹼及酮之混合物變成與水之乳化物，於15.38°C該鹼、酮及水之混合物外觀變得混濁(見圖5(b))，而於18.33°C該鹼及酮之混合物與水不互溶。圖6顯示各提取液透光率與溫度之圖，其顯示各提取液LCST透光率之明顯變化。圖7(a)顯示提取液透光率%與溫度曲線之圖，該提取液為TEA: MEK:水(分別為0.5:1.0:5.0)。圖7(b)及7(c)顯示圖7(a)所示透光率曲線之第一及第二衍生圖。圖8顯示提取液中TEA莫耳比改變之提取液目測LCST與該TEA莫耳比之圖。圖9顯示提取液中MEK莫耳比改變之提取液目測LCST與該MEK莫耳比之圖。圖10示意性顯示在以下實施例中描述之通量實驗設置。圖11顯示穿過一膜之平均水通量之圖，其涉及TEA-MEK提取液。圖12顯示穿過一膜之平均水通量之圖，其涉及TEA-環戊酮(cyclopentanone)提取液。圖13顯示該TEA之FTIR光譜。圖14顯示該MEK之FTIR光譜。圖15顯示該1:1莫耳比之TEA/MEK之FTIR光譜。圖16顯示該1:1:5莫耳比之TEA/MEK/水之FTIR光譜。

Claims

一種熱感應滲透溶液，其在一滲透用溶劑中具有一低臨界溶液溫度，其包括：a)至少一含化合物之三級胺，其中該含化合物之三級胺係選自於以下：

，及
；及b)至少一烯醇化羰基係選自於丙酮、環己酮、甲基乙基酮(2-丁酮)、環戊酮、2-丙酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-辛酮、苯乙酮和3-甲基-2-丁酮；其中於攝氏20度或其以上及1大氣壓下，至少一該含化合物之三級胺或至少一該烯醇化羰基與該溶劑不互溶。
如請求項1所述之溶液，其中該溶液包含多於一之含化合物之三級胺之組合物。
如請求項1所述之溶液，其中於攝氏20度或其以上及1大氣壓該至少一該含化合物之三級胺與該溶劑不互溶。
如請求項1所述之溶液，其中該包含化合物之至少一三級胺係選自於一-N(C₁-C₇烷基)₃。
如請求項4所述之溶液，其中該包含化合物之至少一三級胺係選自於一-N(C₁-C₄烷基)₃。
如請求項5所述之溶液，其中該包含化合物之至少一三級胺係選自於一-N(C₂烷基)₃(三乙胺)。
如請求項1所述之溶液，其中至少一該含化合物之三級胺與至少一該多烯醇化羰基之莫耳比係以約1：5或5：1之比例存在。
如請求項1所述之溶液，其中至少一該含化合物之三級胺與至少一該多烯醇化羰基之莫耳比係以約1：3或3：1之比例存在。
如請求項1所述之溶液，其中至少一該含化合物之三級胺與至少一該多烯醇化羰基之莫耳比係以約1：2或2：1之比例存在。
如請求項1所述之溶液，其中至少一該含化合物之三級胺與至少一該多烯醇化羰基之莫耳比係以約1：1之比例存在。
如請求項1所述之溶液，其中三級胺是三乙胺，且多烯醇化羰基是甲基乙基酮(2-丁酮)。
如請求項11所述之溶液，其中三乙胺和甲基乙基酮(2-丁酮)之莫耳比為1：2。
一種用於分離含一或多溶劑之第一溶液之方法，其使用如請求項1所定義之熱感應溶液，該方法包括：1)使該第一溶液與一半透膜接觸；2)使該第一溶液中之一或多溶劑藉滲透由該第一溶液流動穿過該半透膜至該熱感應溶液中以形成一第二溶液，其中該熱感應溶液之滲透濃度高於該第一溶液；3)提高該第二溶液之溫度至該熱感應溶液之低臨界溶液溫度或其以上以造成該熱感應溶液與來自穿過該半透膜之該第一溶液之該一或多溶劑不互溶；及4)分離由該不互溶熱感應溶液穿過該半透膜之該一或多溶劑。
如請求項13所述之方法，其中該第一溶液進一步包含一或多溶解之溶質。
如請求項13所述之方法，其中該第一溶液包含作為溶劑之水。
如請求項13所述之方法，其中該第一溶液係選自於海水、微鹹水、工業廢水流、受影響之水源、污水、廢液、沼渣、食物及飲料加工流出物、灰水、果汁、疏菜汁、牛奶、產出水、垃圾滲出水、煙道氣洗滌器排放物等。
一種用於分離含一或多溶劑之第一溶液之方法，其使用如請求項1所定義之熱感應溶液，該方法包括：1)使該第一溶液與一半透膜接觸； 2)使該第一溶液中之一或多溶劑藉滲透由該第一溶液流動穿過該半透膜至該熱感應溶液中以形成一第二溶液，其中該熱感應溶液之滲透濃度高於該第一溶液；3)調整該熱反應溶液之低臨界溶液溫度以造成該熱感應溶液與來自穿過該半透膜之該第一溶液之該一或多溶劑不互溶；及4)分離由該不互溶熱感應溶液穿過該半透膜之該一或多溶劑。
如請求項17所述之方法，其中該熱感應溶液之低臨界溶液溫度係藉由添加如請求項1定義之一或多含化合物之三級胺來調整。
如請求項17所述之方法，其中該熱感應溶液之低臨界溶液溫度係藉由添加如請求項1定義之一或多烯醇化羰基來調整。
如請求項17所述之方法，其中該熱感應溶液之低臨界溶液溫度係藉由以下方式調整：添加如請求項1定義之一或多含化合物之三級胺及添加如請求項1定義之一或多烯醇化羰基或其組合。
如請求項17所述之方法，其中該第一溶液進一步包含一或多溶解之溶質。
如請求項17所述之方法，其中該第一溶液包含作為溶劑之水。
如請求項17所述之方法，其中該第一溶液係選自於海水、微鹹水、工業廢水流、受影響之水源、污水、廢液、沼渣、食物及飲料加工流出物、灰水、果汁、疏菜汁、牛奶、產出水、垃圾滲出水、煙道氣洗滌器排放物等。