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क्लास्टिक जलाशय सभ में शेल के बिस्तार से काफी समस्या पैदा हो जाले, जेकरा चलते वेलबोर में अस्थिरता पैदा हो जाले। पर्यावरण के कारण, तेल आधारित ड्रिलिंग द्रव के तुलना में पानी आधारित ड्रिलिंग द्रव के इस्तेमाल जेह में शेल इनहिबिटर सभ के जोड़े के काम कइल जाला। आयनिक तरल पदार्थ (IL) सभ के ट्यूनेबल गुण आ मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बिसेसता सभ के कारण शेल इनहिबिटर के रूप में बहुत धियान आकर्षित कइल गइल बा। हालाँकि, इमिडाजोलाइल आधारित आयनिक तरल पदार्थ (IL) सभ के इस्तेमाल ड्रिलिंग द्रव में बहुतायत से होला, जहरीला, गैर-बायोडिग्रेडेबल आ महंगा साबित भइल बा। गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (DES) के आयनिक तरल पदार्थ सभ के तुलना में ढेर लागत प्रभावी आ कम जहरीला विकल्प मानल जाला, बाकी ई अबहिन ले जरूरी पर्यावरणीय स्थायित्व से कम बाड़ें। एह क्षेत्र में हाल के प्रगति के कारण प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के शुरूआत भइल बा जे अपना असली पर्यावरण के अनुकूलता खातिर जानल जालें। एह अध्ययन में NADES सभ के जांच कइल गइल, जेह में साइट्रिक एसिड (हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर के रूप में) आ ग्लिसरॉल (हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर के रूप में) ड्रिलिंग फ्लूइड एडिटिव के रूप में होला। NADES आधारित ड्रिलिंग द्रव सभ के एपीआई 13B-1 के अनुसार बिकसित कइल गइल आ इनहन के परफार्मेंस के तुलना पोटेशियम क्लोराइड आधारित ड्रिलिंग द्रव, इमिडाजोलियम आधारित आयनिक तरल पदार्थ, आ कोलाइन क्लोराइड:यूरिया-डीईएस आधारित ड्रिलिंग द्रव सभ से कइल गइल। मालिकाना एनएडीईएस सभ के भौतिक रासायनिक गुण सभ के बिस्तार से वर्णन कइल गइल बा। अध्ययन के दौरान ड्रिलिंग द्रव के रेओलॉजिकल गुण, द्रव के नुकसान, आ शेल निरोध गुण के मूल्यांकन कइल गइल, आ ई देखावल गइल कि 3% NADES के एकाग्रता पर, उपज तनाव/प्लास्टिक चिपचिपाहट अनुपात (YP/PV) बढ़ल, मड केक के मोटाई 26% कम हो गइल, आ छान के मात्रा में 30.1% के कमी आइल। उल्लेखनीय बा कि नाडेस 49.14% के प्रभावशाली बिस्तार निरोध दर हासिल कइलस आ शेल उत्पादन में 86.36% के बढ़ती भइल। एह परिणाम सभ के कारण नाडेस के मिट्टी सभ के सतह के गतिविधि, जीटा पोटेंशियल आ इंटरलेयर स्पेसिंग के संशोधित करे के क्षमता बतावल जाला, जेकर चर्चा एह पत्र में अंतर्निहित तंत्र सभ के समझे खातिर कइल गइल बा। ई टिकाऊ ड्रिलिंग द्रव पारंपरिक शेल जंग रोकथाम के गैर-जहरीला, लागत प्रभावी आ बहुत कारगर विकल्प उपलब्ध करा के ड्रिलिंग उद्योग में क्रांति ले आवे के उमेद बा, जवना से पर्यावरण के अनुकूल ड्रिलिंग प्रथा के रास्ता खुल जाई।
शेल एगो बहुमुखी चट्टान हवे जे हाइड्रोकार्बन सभ के स्रोत आ जलाशय दुनों के काम करे ले आ एकर झरझरा संरचना1 एह कीमती संसाधन सभ के उत्पादन आ भंडारण दुनों के संभावना प्रदान करे ले। हालाँकि, शेल में माटी के खनिज जइसे कि मोंटमोरिलोनाइट, स्मेक्टाइट, काओलिनाइट आ इलाइट भरपूर होला, जेकरा चलते पानी के संपर्क में अइला पर एकरा में सूजन के संभावना होला, जेकरा चलते ड्रिलिंग ऑपरेशन के दौरान कुआँ के बोर में अस्थिरता पैदा हो जाला2,3। एह मुद्दा सभ के कारण गैर-उत्पादक समय (एनपीटी) आ परिचालन संबंधी समस्या सभ के मेजबानी हो सके ला जेह में पाइप फंसल, कीचड़ के परिसंचरण के नुकसान, कुआँ के बोर गिरल आ बिट गंदगी हो सके ला, रिकवरी के समय आ लागत में बढ़ती हो सके ला। परंपरागत रूप से, तेल आधारित ड्रिलिंग फ्लूइड (OBDF) शेल के निर्माण खातिर पसंदीदा विकल्प रहल बा काहें से कि इनहन के शेल बिस्तार के प्रतिरोध करे के क्षमता होला4। हालाँकि, तेल आधारित ड्रिलिंग फ्लूइड सभ के इस्तेमाल से ढेर लागत आ पर्यावरण के जोखिम होला। सिंथेटिक आधारित ड्रिलिंग फ्लूइड (SBDF) के विकल्प के रूप में मानल गइल बा, बाकी उच्च तापमान पर एकर उपयुक्तता असंतोषजनक बा। पानी आधारित ड्रिलिंग फ्लूइड (WBDF) एगो आकर्षक समाधान हवे काहें से कि ई OBDF5 के तुलना में सुरक्षित, पर्यावरण के अनुकूल आ लागत प्रभावी होला। डब्लूबीडीएफ के शेल निरोध क्षमता बढ़ावे खातिर बिबिध शेल इनहिबिटर सभ के इस्तेमाल कइल गइल बा जेह में पोटेशियम क्लोराइड, चूना, सिलिकेट, आ पॉलिमर नियर परंपरागत इनहिबिटर सभ सामिल बाड़ें। हालाँकि, एह इनहिबिटर सभ के कारगरता आ पर्यावरण पर परभाव के मामिला में सीमा बा, खासतौर पर पोटेशियम क्लोराइड इनहिबिटर सभ में K+ के एकाग्रता आ सिलिकेट सभ के पीएच संवेदनशीलता के कारण। 6 शोधकर्ता लोग ड्रिलिंग द्रव के रेओलॉजी में सुधार आ शेल के सूजन आ हाइड्रेट के निर्माण से बचाव खातिर आयनिक तरल पदार्थ के ड्रिलिंग द्रव एडिटिव के रूप में इस्तेमाल करे के संभावना के खोज कइले बा। हालाँकि, ई आयनिक तरल पदार्थ, खासतौर पर इमिडाजोलाइल कैटशियम वाला तरल पदार्थ, आमतौर पर जहरीला, महंगा, गैर-बायोडिग्रेडेबल होलें आ एकरा खातिर जटिल तइयारी प्रक्रिया के जरूरत होला। एह समस्या सभ के समाधान खातिर लोग अउरी किफायती आ पर्यावरण के अनुकूल विकल्प के खोज शुरू कइल, जेकरा चलते गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (DES) के उदय भइल। डीईएस एगो यूटेक्टिक मिश्रण हवे जे हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर (HBD) आ ​​हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (HBA) द्वारा एगो बिसेस मोलर अनुपात आ तापमान पर बनावल जाला। एह यूटेक्टिक मिश्रण सभ के गलनांक इनहन के अलग-अलग घटक सभ के तुलना में कम होला, मुख्य रूप से हाइड्रोजन बंड के कारण होखे वाला चार्ज डिलोकेलाइजेशन के कारण। जाली ऊर्जा, एन्ट्रोपी परिवर्तन, आ आयन आ एचबीडी के बीच के परस्पर क्रिया समेत कई गो कारक डीईएस के गलनांक के कम करे में प्रमुख भूमिका निभावेलें।
पिछला अध्ययन सभ में पानी आधारित ड्रिलिंग द्रव में बिबिध एडिटिव सभ के मिला के शेल बिस्तार के समस्या के समाधान कइल गइल। उदाहरण खातिर, ओफेई एट अल. 1-ब्यूटाइल-3-मिथाइलमिडाजोलियम क्लोराइड (BMIM-Cl) मिलावल गइल, जेकरा से मड केक के मोटाई (50% तक) में काफी कमी आइल आ अलग-अलग तापमान पर वाईपी/पीवी मान में 11 के कमी आइल। हुआंग एट अल के बा। आयनिक तरल पदार्थ (विशेष रूप से, 1-हेक्सिल-3-मिथाइलमिडाजोलियम ब्रोमाइड आ 1,2-बिस (3-हेक्सिलिमिडाजोल-1-इल)इथेन ब्रोमाइड) के Na-Bt कण सभ के संयोजन में इस्तेमाल कइल गइल आ शेल के सूजन में क्रम से 86.43% आ 94.17% के काफी कमी आइल12। एकरा अलावा यांग एट अल के लिखल बा। शेल के सूजन के क्रम से 16.91% आ 5.81% कम करे खातिर 1-विनाइल-3-डोडेसिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड आ 1-विनाइल-3-टेट्राडेसिलिमडाजोलियम ब्रोमाइड के इस्तेमाल कइल गइल। 13 यांग एट अल के बा। भी 1-विनाइल-3-एथिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड के इस्तेमाल कइल गइल आ शेल के बिस्तार में 31.62% के कमी आइल जबकि शेल के रिकवरी के 40.60% पर रखल गइल। 14 एकरा अलावा, लुओ एट अल के बा। शेल के सूजन के 80% कम करे खातिर 1-ऑक्टाइल-3-मिथाइलइमिडाजोलियम टेट्राफ्लोरोबोरेट के इस्तेमाल कइल गइल। 15, 16 दाई एट अल के बा। शेल के रोके खातिर आयनिक लिक्विड कोपॉलिमर के इस्तेमाल कइलें आ अमाइन इनहिबिटर सभ के तुलना में रेखीय रिकवरी में 18% बढ़ती हासिल कइलें। 17 के बा
आयनिक तरल पदार्थ सभ के खुद कुछ नुकसान होला, जेकरा चलते वैज्ञानिक लोग आयनिक तरल पदार्थ सभ के अउरी पर्यावरण के अनुकूल विकल्प खोजे के परल आ एह तरीका से डीईएस के जनम भइल। हंजिया सभसे पहिले गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (DES) के इस्तेमाल कइलें जेह में विनाइल क्लोराइड प्रोपिओनिक एसिड (1:1), विनाइल क्लोराइड 3-फिनाइलप्रोपिओनिक एसिड (1:2), आ 3-मर्कैप्टोप्रोपिओनिक एसिड + इटाकोनिक एसिड + विनाइल क्लोराइड (1:1:2) सामिल रहलें, जे बेंटोनाइट के सूजन के 68%, 58%, आ... 58% के बा, क्रमशः18। एगो मुक्त प्रयोग में एमएच रसूल ग्लिसरॉल आ पोटेशियम कार्बोनेट (DES) के 2:1 अनुपात के इस्तेमाल कइलें आ शेल के नमूना सभ के सूजन में 87%19,20 के काफी कमी कइलें। मा यूरिया:विनाइल क्लोराइड के इस्तेमाल से शेल के विस्तार के 67% तक काफी कम कइलस।21 रसूल एट अल। डीईएस आ बहुलक के संयोजन के इस्तेमाल ड्यूल-एक्शन शेल इनहिबिटर के रूप में कइल गइल, जवना से बेहतरीन शेल इनहिबिशन प्रभाव मिलल22।
हालाँकि, आमतौर पर गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (DES) सभ के आयनिक तरल पदार्थ सभ के हरियर विकल्प मानल जाला, इनहन में अमोनियम लवण नियर संभावित जहरीला घटक भी होलें जेवना से इनहन के इको-फ्रेंडलीनता संदिग्ध हो जाला। एह समस्या के कारण प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के बिकास भइल बा। इनहन के अबहिन ले डीईएस के रूप में वर्गीकृत कइल जाला, बाकी ई प्राकृतिक पदार्थ आ लवण सभ से बनल होलें जिनहन में पोटेशियम क्लोराइड (KCl), कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2), एप्सम लवण (MgSO4.7H2O), आ अउरी कई पदार्थ सामिल बाड़ें। डीईएस आ एनएडीईएस के कई गो संभावित संयोजन एह क्षेत्र में रिसर्च के बिसाल गुंजाइश खोले ला आ कई तरह के क्षेत्र सभ में एकर अनुप्रयोग मिले के उमेद बा। कई गो शोधकर्ता लोग सफलतापूर्वक नया डीईएस संयोजन के बिकास कइले बा जे कई तरह के अनुप्रयोग सभ में कारगर साबित भइल बा। उदाहरण खातिर, नासर एट अल. 2013 में पोटेशियम कार्बोनेट आधारित डीईएस के संश्लेषण कइल गइल आ एकरे थर्मोफिजिकल गुण सभ के अध्ययन कइल गइल, एकरे बाद एकर प्रयोग हाइड्रेट निरोध, ड्रिलिंग द्रव एडिटिव, डिलिग्निफिकेशन, आ नैनोफाइब्रिलेशन के क्षेत्र में मिलल। 23 जॉर्डी किम आ उनके सहकर्मी लोग एस्कॉर्बिक एसिड आधारित एनएडीईएस के बिकास कइल आ एकरे एंटीऑक्सीडेंट गुण सभ के बिबिध अनुप्रयोग सभ में मूल्यांकन कइल। 24 क्रिस्टर एट अल के बा। साइट्रिक एसिड आधारित NADES के बिकास कइलें आ कोलेजन उत्पाद सभ खातिर सहायक के रूप में एकर क्षमता के पहिचान कइलें। 25 लियू यी आ सहकर्मी लोग एगो व्यापक समीक्षा में निष्कर्षण आ क्रोमैटोग्राफी मीडिया के रूप में NADES के अनुप्रयोग सभ के संक्षेप में बतवलें जबकि मिसन एट अल. कृषि खाद्य क्षेत्र में नाडेस के सफल अनुप्रयोग पर चर्चा कइले। ई जरूरी बा कि ड्रिलिंग फ्लूइड शोधकर्ता लोग अपना अनुप्रयोग में नाडेस के प्रभावशीलता पर ध्यान देवे शुरू करस। हाल के। 2023 में रसूल एट अल के लिखल बा। एस्कॉर्बिक एसिड26, कैल्शियम क्लोराइड27, पोटेशियम क्लोराइड28 आ एप्सम नमक29 पर आधारित प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक विलायक के अलग-अलग संयोजन के इस्तेमाल कइल आ प्रभावशाली शेल निरोध आ शेल रिकवरी हासिल कइल। ई अध्ययन पानी आधारित ड्रिलिंग तरल पदार्थ सभ में पर्यावरण के अनुकूल आ कारगर शेल अवरोधक के रूप में NADES (खासकर साइट्रिक एसिड आ ग्लिसरॉल आधारित फॉर्मूलेशन) के सुरुआत करे वाला पहिला अध्ययन सभ में से एक बाटे, जेह में परंपरागत अवरोधक सभ जइसे कि केसीएल, इमिडाजोलाइल आधारित आयनिक तरल पदार्थ आ परंपरागत डीईएस के तुलना में बेहतरीन पर्यावरण स्थिरता, बेहतर शेल निरोध क्षमता आ बेहतर द्रव परफार्मेंस के बिसेसता बा।
एह अध्ययन में साइट्रिक एसिड (सीए) आधारित एनएडीईएस के घर में तइयारी कइल जाई आ ओकरा बाद विस्तृत भौतिक रासायनिक विशेषता बतावल जाई आ एकर इस्तेमाल ड्रिलिंग द्रव एडिटिव के रूप में कइल जाई जवना से ड्रिलिंग द्रव के गुण आ ओकर सूजन रोकथाम क्षमता के मूल्यांकन कइल जाई. एह अध्ययन में सीए हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर के रूप में काम करी जबकि ग्लिसरॉल (Gly) शेल निरोध अध्ययन में एनएडीईएस के निर्माण/चयन खातिर एमएच स्क्रीनिंग मानदंड के आधार पर चुनल गइल हाइड्रोजन बॉन्ड दाता के रूप में काम करी30। फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR), एक्स-रे डिफ्रैक्शन (XRD) आ जीटा पोटेंशियल (ZP) के माप से NADES-मिट्टी के परस्पर क्रिया आ मिट्टी के सूजन निरोध के अंतर्निहित तंत्र के बारे में स्पष्ट कइल जाई। एकरे अलावा, एह अध्ययन में CA NADES आधारित ड्रिलिंग द्रव के तुलना 1-एथिल-3-मिथाइलमिडाजोलियम क्लोराइड [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl आ कोलाइन क्लोराइड:यूरिया (1:2) पर आधारित DES32 से कइल जाई ताकि शेल निरोध आ ड्रिलिंग द्रव के परफार्मेंस में सुधार में इनहन के प्रभावशीलता के जांच कइल जा सके।
साइट्रिक एसिड (मोनोहाइड्रेट), ग्लिसरॉल (99 यूएसपी), आ यूरिया के इवाकेम, कुआलालंपुर, मलेशिया से खरीदल गइल। कोलाइन क्लोराइड (>98%), [EMIM]Cl 98%, आ पोटेशियम क्लोराइड के खरीद सिग्मा एल्ड्रिच, मलेशिया से कइल गइल। सभ रसायन सभ के रासायनिक संरचना चित्र 1 में देखावल गइल बा, हरियर आरेख में एह अध्ययन में इस्तेमाल कइल गइल मुख्य रसायन सभ के तुलना कइल गइल बा: इमिडाजोलाइल आयनिक लिक्विड, कोलाइन क्लोराइड (DES), साइट्रिक एसिड, ग्लिसरॉल, पोटेशियम क्लोराइड, आ NADES (साइट्रिक एसिड आ ग्लिसरॉल)। एह अध्ययन में इस्तेमाल कइल गइल रसायन सभ के इको-फ्रेंडलाइनेस टेबल तालिका 1 में परस्तुत कइल गइल बा, तालिका में हर रसायन के रेटिंग विषाक्तता, बायोडिग्रेडेबिलिटी, लागत आ पर्यावरण के स्थायित्व के आधार पर कइल गइल बा।
एह अध्ययन में इस्तेमाल कइल गइल सामग्री सभ के रासायनिक संरचना: (a) साइट्रिक एसिड, (b) [EMIM]Cl, (c) कोलाइन क्लोराइड, आ (d) ग्लिसरॉल।
सीए (प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट) आधारित एनएडीईएस के बिकास खातिर हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर (एचबीडी) आ हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (एचबीए) के उम्मीदवार सभ के एमएच 30 चयन पैमाना के अनुसार सावधानी से चुनल गइल, जे एनएडीईएस के कारगर शेल इनहिबिटर के रूप में बिकास खातिर बनावल गइल बाड़ें। एह पैमाना के अनुसार, हाइड्रोजन बॉन्ड दाता आ स्वीकार करे वाला सभ के बहुत ढेर संख्या वाला घटक सभ के साथे-साथ ध्रुवीय कामकाजी समूह सभ के भी नाडेस के बिकास खातिर उपयुक्त मानल जाला।
एकरे अलावा, एह अध्ययन में तुलना खातिर आयनिक लिक्विड [EMIM]Cl आ कोलाइन क्लोराइड:यूरिया डीप यूटेक्टिक सॉल्वेंट (DES) के चयन कइल गइल काहें से कि इनहन के ड्रिलिंग फ्लूइड एडिटिव के रूप में व्यापक रूप से इस्तेमाल होला33,34,35,36। एकरे अलावा पोटेशियम क्लोराइड (KCl) के तुलना कइल गइल काहें से कि ई एगो आम अवरोधक हवे।
साइट्रिक एसिड आ ग्लिसरॉल के अलग-अलग मोलर अनुपात में मिला के यूटेक्टिक मिश्रण मिलल। दृश्य निरीक्षण से पता चलल कि यूटेक्टिक मिश्रण बिना धुंधलापन के सजातीय, पारदर्शी तरल पदार्थ रहल, ई बतावे ला कि एह यूटेक्टिक रचना में हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर (HBD) आ ​​हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (HBA) के सफलतापूर्वक मिलावल गइल। एचबीडी आ एचबीए के मिश्रण प्रक्रिया के तापमान पर निर्भर व्यवहार के देखे खातिर प्रारंभिक प्रयोग कइल गइल। उपलब्ध साहित्य के अनुसार, यूटेक्टिक मिश्रण सभ के अनुपात के मूल्यांकन 50 °C, 70 °C आ 100 °C से ऊपर के तीन गो बिसेस तापमान पर कइल गइल, ई बतावे ला कि यूटेक्टिक तापमान आमतौर पर 50–80 °C के रेंज में होला। एचबीडी आ एचबीए घटक के सही तौल खातिर मेटलर डिजिटल बैलेंस के इस्तेमाल कइल गइल आ थर्मो फिशर हॉट प्लेट के इस्तेमाल नियंत्रित परिस्थिति में एचबीडी आ एचबीए के 100 आरपीएम पर गरम आ हलचल करे खातिर कइल गइल।
हमनी के संश्लेषित गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (DES) के थर्मोफिजिकल गुण, जवना में घनत्व, सतह के तनाव, अपवर्तन सूचकांक, आ चिपचिपाहट शामिल बा, के सही तरीका से नापजोख 289.15 से 333.15 K तक के तापमान रेंज में कइल गइल, ई बतावल जाय कि एह तापमान रेंज के मुख्य रूप से मौजूदा उपकरण सभ के सीमा के कारण चुनल गइल। एह व्यापक बिस्लेषण में एह एनएडीईएस फॉर्मूलेशन के बिबिध ऊष्मा भौतिक गुण सभ के गहिराई से अध्ययन सामिल कइल गइल जेह में तापमान के रेंज पर इनहन के बेहवार के पता चलल। एह बिसेस तापमान रेंज पर फोकस कइला से नाडेस के गुण सभ के बारे में जानकारी मिले ला जे कई ठे अनुप्रयोग सभ खातिर खास महत्व के होलें।
जइसे-जइसे तइयार कइल गइल NADES के सतह के तनाव के नापजोख इंटरफेसियल तनाव मीटर (IFT700) के इस्तेमाल से 289.15 से 333.15 K के रेंज में कइल गइल। नाडेस के बूंद सभ के निर्माण एगो कक्ष में होला जे बिसेस तापमान आ दबाव के स्थिति में केशिका सुई के इस्तेमाल से ढेर मात्रा में तरल पदार्थ से भरल होला। आधुनिक इमेजिंग सिस्टम सभ में लैप्लेस समीकरण के इस्तेमाल से इंटरफेसियल तनाव के गणना करे खातिर उचित ज्यामितीय पैरामीटर सभ के सुरुआत कइल जाला।
289.15 से 333.15 K के तापमान रेंज में ताजा तइयार कइल गइल NADES के अपवर्तन सूचकांक के निर्धारण करे खातिर एटागो रिफ्रेक्टोमीटर के इस्तेमाल कइल गइल।एह उपकरण में प्रकाश के अपवर्तन के डिग्री के अनुमान लगावे खातिर तापमान के नियंत्रित करे खातिर थर्मल मॉड्यूल के इस्तेमाल कइल जाला, जेकरा से लगातार तापमान वाला पानी के स्नान के जरूरत ना पड़े ला। रिफ्रेक्टोमीटर के प्रिज्म सतह के साफ करे के चाहीं आ नमूना घोल के ओकरा ऊपर समान रूप से वितरित करे के चाहीं। कवनो ज्ञात मानक घोल से कैलिब्रेट करीं, आ ओकरा बाद स्क्रीन से अपवर्तन सूचकांक पढ़ीं।
जइसे-जइसे तइयार कइल गइल NADES के चिपचिपाहट के नाप 289.15 से 333.15 K के तापमान रेंज पर ब्रुकफील्ड रोटेशनल विस्कोमीटर (क्रायोजेनिक प्रकार) के इस्तेमाल से 30 आरपीएम के कतरनी दर आ 6 के स्पिंडल साइज पर कइल गइल।विस्कोमीटर तरल नमूना में धुरी के स्थिर गति से घुमावे खातिर जरूरी टॉर्क के निर्धारण क के चिपचिपाहट के नापे ला। नमूना के धुरी के नीचे स्क्रीन पर रख के कसला के बाद, विस्कोमीटर चिपचिपाहट के सेंटीपोइज (cP) में देखावे ला, जेह से तरल पदार्थ के रेओलॉजिकल गुण सभ के बारे में कीमती जानकारी मिले ला।
289.15–333.15 K के तापमान रेंज में ताजा तइयार प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NDEES) के घनत्व के निर्धारण करे खातिर पोर्टेबल घनत्व मीटर DMA 35 Basic के इस्तेमाल कइल गइल, चूंकि एह उपकरण में बिल्ट-इन हीटर नइखे, एहसे NADES घनत्व मीटर के इस्तेमाल से पहिले एकरा के निर्दिष्ट तापमान (± 2 °C) पर पहिले से गरम कइल जरूरी बा। ट्यूब के माध्यम से कम से कम 2 मिलीलीटर नमूना खींच लीं, आ घनत्व तुरंत स्क्रीन पर देखावल जाई। ध्यान देवे वाला बात बा कि बिल्ट-इन हीटर के कमी के चलते नापजोख के नतीजा में ± 2 °C के त्रुटि होखेला।
289.15–333.15 K के तापमान रेंज में ताजा तैयार NADES के पीएच के मूल्यांकन करे खातिर, हमनी के केनिस बेंचटॉप पीएच मीटर के इस्तेमाल कइनी जा। चूँकि बिल्ट-इन हीटिंग डिवाइस ना होला, नाडेस के पहिले हॉटप्लेट के इस्तेमाल से वांछित तापमान (±2 °C) तक गरम कइल गइल आ फिर सीधे पीएच मीटर से नापल गइल। पीएच मीटर जांच के पूरा तरीका से NADES में डुबो दीं आ रीडिंग के स्थिर होखला के बाद अंतिम मान रिकार्ड करीं।
प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक विलायक (NADES) के तापीय स्थिरता के मूल्यांकन करे खातिर थर्माग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) के इस्तेमाल कइल गइल। गरम करे के दौरान नमूना के विश्लेषण कईल गईल। उच्च-सटीक संतुलन के इस्तेमाल आ ताप प्रक्रिया के सावधानी से निगरानी से, द्रब्यमान हानि बनाम तापमान के प्लॉट बनावल गइल। नाडेस के 0 से 500 डिग्री सेल्सियस तक 1 डिग्री सेल्सियस प्रति मिनट के दर से गरम कइल गइल।
प्रक्रिया शुरू करे खातिर एनएडीएस नमूना के पूरा तरीका से मिला के, एकरूप बनावे के पड़े ला आ सतह के नमी के हटावे के पड़े ला। एकरे बाद तइयार नमूना के टीजीए क्यूवेट में रखल जाला, जे आमतौर पर एल्युमिनियम नियर अक्रिय पदार्थ से बनल होला। सही परिणाम सुनिश्चित करे खातिर, टीजीए इंस्ट्रूमेंट सभ के कैलिब्रेट संदर्भ सामग्री के इस्तेमाल से कइल जाला, आमतौर पर वजन मानक। एक बेर कैलिब्रेट हो गइला के बाद टीजीए प्रयोग शुरू हो जाला आ नमूना के नियंत्रित तरीका से गरम कइल जाला, आमतौर पर लगातार दर से। नमूना के वजन आ तापमान के बीच संबंध के लगातार निगरानी एह प्रयोग के एगो प्रमुख हिस्सा हवे। टीजीए इंस्ट्रूमेंट सभ तापमान, वजन आ अउरी पैरामीटर सभ जइसे कि गैस के प्रवाह भा नमूना के तापमान के डेटा एकट्ठा करे लें। एक बेर टीजीए प्रयोग पूरा हो गइला के बाद एकट्ठा कइल गइल डेटा के बिस्लेषण कइल जाला ताकि तापमान के फंक्शन के रूप में नमूना के वजन में बदलाव के निर्धारण कइल जा सके। ई जानकारी नमूना में भौतिक आ रासायनिक बदलाव से जुड़ल तापमान के रेंज के निर्धारण में मूल्यवान होले, जवना में पिघलल, वाष्पीकरण, ऑक्सीकरण भा अपघटन जइसन प्रक्रिया शामिल बा।
पानी आधारित ड्रिलिंग द्रव के एपीआई 13बी-1 मानक के अनुसार सावधानी से बनावल गइल रहे, आ एकर बिसेस रचना संदर्भ खातिर तालिका 2 में दिहल गइल बा। प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) बनावे खातिर साइट्रिक एसिड आ ग्लिसरॉल (99 USP) के सिग्मा एल्ड्रिच, मलेशिया से खरीदल गइल। एकरे अलावा, परंपरागत शेल इनहिबिटर पोटेशियम क्लोराइड (KCl) के भी सिग्मा एल्ड्रिच, मलेशिया से खरीदल गइल। 98% से ढेर शुद्धता वाला 1-एथिल, 3-मिथाइलइमिडाजोलियम क्लोराइड ([EMIM]Cl) के चयन ड्रिलिंग द्रव आ शेल निरोध के रेओलॉजी में सुधार में एकर महत्वपूर्ण परभाव के कारण कइल गइल, जेकर पुष्टि पिछला अध्ययन सभ में भइल। तुलनात्मक विश्लेषण में केसीएल आ ([EMIM]Cl) दुनों के इस्तेमाल नाडेस के शेल निरोध प्रदर्शन के मूल्यांकन करे खातिर कइल जाई।
कई गो शोधकर्ता लोग शेल के सूजन के अध्ययन खातिर बेंटोनाइट के फ्लेक्स के इस्तेमाल कइल पसंद करे ला काहें से कि बेंटोनाइट में उहे "मोंटमोरिलोनाइट" समूह होला जे शेल के सूजन पैदा करे ला। असली शेल कोर नमूना सभ के हासिल कइल चुनौतीपूर्ण बाटे काहें से कि कोरिंग प्रक्रिया से शेल के अस्थिरता हो जाले, एकरे परिणाम के रूप में अइसन नमूना सभ के निर्माण होला जे पूरा तरीका से शेल ना होलें बाकी आमतौर पर बलुआ पत्थर आ चूना पत्थर के परत सभ के मिश्रण होलें। एकरे अलावा, शेल के नमूना सभ में आमतौर पर मोंटमोरिलोनाइट समूह सभ के कमी होला जे शेल के सूजन पैदा करे लें आ एह कारण ई सूजन निरोध प्रयोग खातिर अनुपयुक्त होलें।
एह अध्ययन में हमनी के लगभग 2.54 सेमी व्यास के पुनर्गठित बेंटोनाइट कण के इस्तेमाल कइनी जा। हाइड्रोलिक प्रेस में 11.5 ग्राम सोडियम बेंटोनाइट पाउडर के 1600 पीएसआई पर दबा के दाना बनावल गइल। रेखीय डिलाटोमीटर (LD) में रखे से पहिले दाना के मोटाई के सही तरीका से नापल गईल। एकरे बाद कण सभ के ड्रिलिंग फ्लूइड के नमूना सभ में डुबो दिहल गइल, जवना में बेस नमूना आ शेल के सूजन से बचाव खातिर इस्तेमाल होखे वाला इनहिबिटर सभ के इंजेक्शन लगावल नमूना सभ सामिल रहलें। एकरे बाद दाना के मोटाई में बदलाव के एलडी के इस्तेमाल से सावधानी से निगरानी कइल गइल, 24 घंटा ले 60 सेकेंड के अंतराल पर नाप दर्ज कइल गइल।
एक्स-रे विवर्तन से पता चलल कि बेंटोनाइट के रचना, खासतौर पर एकर 47% मोंटमोरिलोनाइट घटक, एकरे भूबिज्ञान के बिसेसता सभ के समझे में एगो प्रमुख कारक हवे। बेंटोनाइट के मोंटमोरिलोनाइट घटक सभ में मोंटमोरिलोनाइट मुख्य घटक हवे, कुल घटक सभ के 88.6% हिस्सा बा। एही बीच क्वार्ट्ज के हिस्सेदारी 29%, इलाइट के हिस्सेदारी 7%, आ कार्बोनेट के हिस्सेदारी 9% बा। एकर छोट हिस्सा (लगभग 3.2%) इलाइट आ मोंटमोरिलोनाइट के मिश्रण हवे। एकरे अलावा, एह में Fe2O3 (4.7%), सिल्वर एल्युमिनोसिलिकेट (1.2%), मस्कोवाइट (4%), आ फॉस्फेट (2.3%) नियर ट्रेस तत्व भी होलें। एकरे अलावा, Na2O (1.83%) आ आयरन सिलिकेट (2.17%) के थोड़ मात्रा मौजूद होला, जेकरा चलते बेंटोनाइट के घटक तत्व आ इनहन के संबंधित अनुपात के पूरा तरीका से सराहल संभव हो जाला।
एह व्यापक अध्ययन खंड में प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के इस्तेमाल से तइयार कइल गइल आ अलग-अलग एकाग्रता (1%, 3% आ 5%) पर ड्रिलिंग द्रव एडिटिव के रूप में इस्तेमाल कइल गइल ड्रिलिंग द्रव नमूना सभ के रेओलॉजिकल आ फिल्टरेशन गुण सभ के बिस्तार से बतावल गइल बा। एकरे बाद NADES आधारित स्लरी नमूना सभ के तुलना आ विश्लेषण पोटेशियम क्लोराइड (KCl), CC:urea DES (कोलाइन क्लोराइड गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट:यूरिया) आ आयनिक तरल पदार्थ सभ से बनल स्लरी नमूना सभ से कइल गइल। एह अध्ययन में कई गो प्रमुख पैरामीटर सभ के कवर कइल गइल जेह में 100°C आ 150°C पर उमिर बढ़े के स्थिति के संपर्क में आवे से पहिले आ बाद में FANN विस्कोमीटर के इस्तेमाल से मिलल चिपचिपाहट के रीडिंग भी सामिल रहल। अलग-अलग घूर्णन गति (3 आरपीएम, 6 आरपीएम, 300 आरपीएम आ 600 आरपीएम) पर नापजोख कइल गइल जेह से ड्रिलिंग द्रव के व्यवहार के व्यापक विश्लेषण कइल जा सके ला। एकरे बाद मिलल डेटा के इस्तेमाल प्रमुख गुण सभ जइसे कि उपज बिंदु (YP) आ प्लास्टिक के चिपचिपाहट (PV) के निर्धारण करे खातिर कइल जा सके ला, जवन बिबिध परिस्थिति सभ में द्रव के परफार्मेंस के बारे में जानकारी देला। 400 पीएसआई आ 150°C (उच्च तापमान के कुआँ सभ में बिसेस तापमान) पर हाई प्रेशर हाई टेम्परेचर (HPHT) फिल्टरेशन टेस्ट सभ से फिल्टरेशन के परफार्मेंस (केक के मोटाई आ फिल्टरेशन के मात्रा) के निर्धारण होला।
एह खंड में अत्याधुनिक उपकरण, ग्रेस एचपीएचटी रेखीय डिलाटोमीटर (M4600) के इस्तेमाल कइल गइल बा जेह से कि हमनी के पानी आधारित ड्रिलिंग तरल पदार्थ सभ के शेल सूजन निरोध गुण सभ के पूरा तरीका से मूल्यांकन कइल जा सके। एलएसएम एगो अत्याधुनिक मशीन हवे जेह में दू गो घटक होलें: प्लेट कॉम्पैक्टर आ रेखीय डिलाटोमीटर (मॉडल: एम4600)। ग्रेस कोर/प्लेट कम्पैक्टर के उपयोग से विश्लेषण खातिर बेंटोनाइट प्लेट तैयार कइल गइल। एकरे बाद एलएसएम एह प्लेट सभ पर तुरंत सूजन के डेटा उपलब्ध करावे ला जेवना से शेल के सूजन निरोध गुण सभ के बिस्तार से मूल्यांकन कइल जा सके ला। शेल के बिस्तार के परीक्षण परिवेश के स्थिति में, मने कि 25°C आ 1 पीएसआईए में कइल गइल।
शेल के स्थिरता परीक्षण में एगो प्रमुख परीक्षण होला जेकरा के अक्सर शेल रिकवरी टेस्ट, शेल डिप टेस्ट भा शेल डिस्पर्सन टेस्ट कहल जाला। एह मूल्यांकन के सुरुआत करे खातिर शेल के कलम सभ के #6 बीएसएस स्क्रीन पर अलग कइल जाला आ फिर #10 स्क्रीन पर रखल जाला। एकरे बाद कलम सभ के एगो होल्डिंग टैंक में डालल जाला जहाँ एकरा के बेस फ्लूइड आ ड्रिलिंग मड में मिलावल जाला जेह में NADES (Natural Deep Eutectic Solvent) होला। अगिला कदम ई बा कि एह मिश्रण के ओवन में रखल जाय ताकि गरम रोलिंग प्रक्रिया होखे, ई सुनिश्चित कइल जाय कि कलम आ कीचड़ के पूरा तरीका से मिलावल जाय। 16 घंटा के बाद शेल के सड़ जाए देके कलम के गूदा से हटा दिहल जाला, जेकरा चलते कलम के वजन में कमी आवेला। शेल रिकवरी टेस्ट शेल कटिंग के 150°C आ 1000 पीएसआई पर ड्रिलिंग मड में रखला के बाद कइल गइल। इंच के भीतर 24 घंटा के भीतर।
शेल के कीचड़ के रिकवरी के नापे खातिर हमनी के ओकरा के महीन स्क्रीन (40 जाली) से छाननी जा, ओकरा बाद पानी से बढ़िया से धो दिहनी जा, आ अंत में ओवन में सुखा दिहनी जा। एह मेहनत के प्रक्रिया से हमनी के मूल वजन के तुलना में बरामद कीचड़ के अनुमान लगावल जा सके ला, अंत में सफलतापूर्वक बरामद भइल शेल कीचड़ के प्रतिशत के गणना कइल जा सके ला। शेल के नमूना के स्रोत मलेशिया के सारावाक के मिरी जिला के निया जिला से बा। फैलाव आ रिकवरी परीक्षण से पहिले शेल के नमूना सभ के पूरा एक्स-रे डिफ्रैक्शन (XRD) विश्लेषण कइल गइल ताकि इनहन के माटी के संरचना के मात्रा निर्धारित कइल जा सके आ परीक्षण खातिर उपयुक्तता के पुष्टि कइल जा सके। नमूना के माटी के खनिज संरचना निम्नलिखित बा: इलाइट 18%, काओलिनाइट 31%, क्लोराइट 22%, वर्मिक्युलाइट 10%, आ अभ्रक 19%।
सतह के तनाव केशिका क्रिया के माध्यम से शेल माइक्रोपोर सभ में पानी के कैटशियम सभ के घुसपैठ के नियंत्रित करे वाला एगो प्रमुख कारक हवे, जेकर बिस्तार से अध्ययन एह खंड में कइल जाई। एह पत्र में ड्रिलिंग तरल पदार्थ के एकजुट गुण में सतह के तनाव के भूमिका के जांच कइल गइल बा, जवना में ड्रिलिंग प्रक्रिया पर एकर महत्वपूर्ण प्रभाव के रेखांकित कइल गइल बा, खासतौर पर शेल निरोध पर। हमनी के ड्रिलिंग द्रव नमूना के सतह के तनाव के सही तरीका से नापे खातिर इंटरफेसियल टेंसिओमीटर (IFT700) के इस्तेमाल कइनी जा, जवना से शेल निरोध के संदर्भ में द्रव व्यवहार के एगो महत्वपूर्ण पहलू के पता चलल।
एह खंड में डी-लेयर स्पेसिंग के बिस्तार से चर्चा कइल गइल बा, जवन मिट्टी में एल्यूमिनोसिलिकेट परत आ एक ठो एल्युमिनोसिलिकेट परत के बीच के इंटरलेयर दूरी हवे। विश्लेषण में गीला कीचड़ के नमूना सभ के सामिल कइल गइल जेह में 1%, 3% आ 5% CA NADES के साथे-साथ तुलना खातिर 3% KCl, 3% [EMIM]Cl आ 3% CC:urea आधारित DES भी सामिल रहल। Cu-Kα रेडिएशन (λ = 1.54059 Å) के साथ 40 mA आ 45 kV पर काम करे वाला एगो अत्याधुनिक बेंचटॉप एक्स-रे डिफ्रैक्टोमीटर (D2 Phaser) गीला आ सूखा Na-Bt दुनों नमूना सभ के एक्स-रे डिफ्रैक्शन पीक रिकार्ड करे में बहुत महत्व के भूमिका निभवलस। ब्रैग समीकरण के प्रयोग से डी-लेयर स्पेसिंग के सही निर्धारण हो सके ला, जेकरा से माटी के व्यवहार के बारे में मूल्यवान जानकारी मिले ला।
एह खंड में जीटा पोटेंशियल के सही तरीका से नापे खातिर एडवांस मालवेर्न जीटासाइजर नैनो जेडएसपी इंस्ट्रूमेंट के इस्तेमाल कइल गइल बा। एह मूल्यांकन से पतला कीचड़ के नमूना सभ के चार्ज बिसेसता सभ के बारे में मूल्यवान जानकारी मिलल जेह में 1%, 3%, आ 5% CA NADES के साथे-साथ तुलनात्मक बिस्लेषण खातिर 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, आ 3% CC:यूरिया आधारित DES भी रहल। ई परिणाम कोलाइडयन यौगिक सभ के स्थिरता आ तरल पदार्थ सभ में इनहन के परस्पर क्रिया के बारे में हमनी के समझ में योगदान देला।
मिट्टी के नमूना सभ के जांच ऊर्जा बिखेरे वाला एक्स-रे (EDX) से लैस जेइस सुप्रा 55 वीपी फील्ड इमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (FESEM) के इस्तेमाल से प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के संपर्क में आवे से पहिले आ बाद में कइल गइल। इमेजिंग रिजोल्यूशन 500 एनएम आ इलेक्ट्रॉन बीम ऊर्जा 30 केवी आ 50 केवी रहे। फेसईएम माटी के नमूना सभ के सतह के आकृति बिज्ञान आ संरचनात्मक बिसेसता सभ के हाई-रिजोल्यूशन बिजुअलाइजेशन उपलब्ध करावे ला। एह अध्ययन के उद्देश्य एक्सपोजर से पहिले आ बाद में मिलल छवि सभ के तुलना क के माटी के नमूना सभ पर नाडेस के परभाव के बारे में जानकारी हासिल कइल रहल।
एह अध्ययन में फील्ड इमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (FESEM) तकनीक के इस्तेमाल माइक्रोस्कोपिक स्तर पर माटी के नमूना पर NADES के परभाव के जांच करे खातिर कइल गइल। एह अध्ययन के मकसद एनएडीईएस के संभावित प्रयोग आ माटी के आकृति बिज्ञान आ औसत कण आकार पर एकर परभाव के स्पष्ट कइल बा, जवना से एह क्षेत्र में शोध खातिर मूल्यवान जानकारी मिल जाई।
एह अध्ययन में, प्रयोगात्मक स्थिति सभ में औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) के परिवर्तनशीलता आ अनिश्चितता के दृष्टिगत रूप से वर्णन करे खातिर त्रुटि बार सभ के इस्तेमाल कइल गइल। अलग-अलग AMPE मान के प्लॉट करे के बजाय (चूंकि AMPE मान के प्लॉट कइला से रुझान के अस्पष्ट कइल जा सके ला आ छोट-छोट भिन्नता के बढ़ा-चढ़ा के देखावल जा सके ला), हमनी के 5% नियम के इस्तेमाल से त्रुटि बार के गणना करे लीं। ई तरीका ई सुनिश्चित करे ला कि हर त्रुटि बार ओह अंतराल के प्रतिनिधित्व करे ला जेकरा भीतर 95% बिस्वास अंतराल आ 100% एएमपीई मान सभ के गिरे के उमेद बा, एह तरीका से हर प्रयोगात्मक स्थिति खातिर डेटा बितरण के साफ आ संक्षिप्त सारांश उपलब्ध करावल जाला। एह तरीका से 5% नियम पर आधारित त्रुटि बार के इस्तेमाल से ग्राफिकल रिप्रेजेंटेसन के व्याख्या आ बिस्वासजोगता में सुधार होला आ परिणाम आ इनहन के निहितार्थ सभ के अउरी बिस्तार से समझे में मदद मिले ला।
प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के संश्लेषण में, घर में तइयारी प्रक्रिया के दौरान कई गो प्रमुख पैरामीटर सभ के सावधानी से अध्ययन कइल गइल। एह महत्वपूर्ण कारक सभ में तापमान, मोलर अनुपात आ मिश्रण के गति सामिल बाड़ें। हमनी के प्रयोग से पता चलता कि जब एचबीए (साइट्रिक एसिड) अवुरी एचबीडी (ग्लिसरॉल) के 50 डिग्री सेल्सियस प 1:4 के मोलर अनुपात में मिलावल जाला त यूटेक्टिक मिश्रण बनेला। यूटेक्टिक मिश्रण के बिसेसता एकर पारदर्शी, एकरूप रूप आ तलछट के अभाव बा। एह तरीका से, ई प्रमुख कदम मोलर अनुपात, तापमान आ मिश्रण के गति के महत्व के रेखांकित करे ला, इनहन में से मोलर अनुपात DES आ NADES के तइयारी में सभसे परभावशाली कारक रहल, जइसे कि चित्र 2 में देखावल गइल बा।
अपवर्तन सूचकांक (n) वैक्यूम में प्रकाश के गति आ दूसरा, घना माध्यम में प्रकाश के गति के अनुपात के बतावे ला। अपवर्तन सूचकांक प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) खातिर खास रुचि के होला जब बायोसेंसर नियर ऑप्टिकली संवेदनशील एप्लीकेशन सभ पर बिचार कइल जाला। अध्ययन कइल गइल NADES के अपवर्तन सूचकांक 25 °C पर 1.452 रहल, जवन ग्लिसरॉल के तुलना में दिलचस्प रूप से कम बा।
इहाँ ई बतावल जाय कि तापमान के साथ NADES के अपवर्तन सूचकांक में कमी आवे ला आ एह रुझान के सही तरीका से वर्णन सूत्र (1) आ चित्र 3 से कइल जा सके ला, जवना में निरपेक्ष औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) 0% ले पहुँच जाले। तापमान पर निर्भर एह बेहवार के कारण उच्च तापमान पर चिपचिपाहट आ घनत्व में कमी आवे ला जेवना से प्रकाश माध्यम के माध्यम से ढेर गति से चले ला जेकरा चलते अपवर्तन सूचकांक (n) मान कम हो जाला। ई परिणाम ऑप्टिकल सेंसिंग में एनएडीईएस के सामरिक इस्तेमाल के बारे में मूल्यवान जानकारी देलें, बायोसेंसर अनुप्रयोग खातिर इनहन के क्षमता के रेखांकित करे लें।
सतह के तनाव, जे तरल सतह के क्षेत्रफल के कम से कम करे के प्रवृत्ति के देखावे ला, केशिका दबाव आधारित अनुप्रयोग सभ खातिर प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के उपयुक्तता के आकलन करे में बहुत महत्व के होला। 25–60 °C के तापमान रेंज में सतह के तनाव के अध्ययन से बहुमूल्य जानकारी मिले ला। 25 °C पर साइट्रिक एसिड आधारित NADES के सतह के तनाव 55.42 mN/m रहल जे पानी आ ग्लिसरॉल के तुलना में काफी कम बा। चित्र 4 से पता चलेला कि तापमान बढ़ला के साथ सतह के तनाव में काफी कमी आवेला। एह घटना के आणविक गतिज ऊर्जा में बढ़ती आ एकरे बाद अंतर-आणविक आकर्षण बल सभ में कमी से समझावल जा सके ला।
अध्ययन कइल गइल NADES में देखल गइल सतह के तनाव के रेखीय घटत रुझान के समीकरण (2) द्वारा बढ़िया से बतावल जा सके ला, जवन 25–60 °C के तापमान रेंज में मूलभूत गणितीय संबंध के देखावे ला। चित्र 4 में दिहल ग्राफ में तापमान के साथ सतह के तनाव के रुझान के साफ-साफ देखावल गइल बा आ एकर निरपेक्ष औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) 1.4% बा, जवन रिपोर्ट कइल गइल सतह तनाव मान सभ के सटीकता के मात्रा निर्धारित करे ला। एह परिणाम सभ के एनएडीईएस के व्यवहार आ एकरे संभावित अनुप्रयोग सभ के समझे खातिर महत्वपूर्ण निहितार्थ बा।
प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के घनत्व गतिशीलता के समझल बहुत महत्व के बा जेह से कि कई गो वैज्ञानिक अध्ययन सभ में इनहन के प्रयोग के सुविधा हो सके। साइट्रिक एसिड आधारित NADES के घनत्व 25°C पर 1.361 g/cm3 होला, जवन मूल ग्लिसरॉल के घनत्व से ढेर होला। एह अंतर के ग्लिसरॉल में हाइड्रोजन बॉन्ड एक्सेप्टर (साइट्रिक एसिड) के मिलावे से बतावल जा सके ला।
साइट्रेट आधारित NADES के उदाहरण के रूप में लिहल जाय तब एकर घनत्व 60°C पर 1.19 g/cm3 ले गिर जाला। गरम कइला पर गतिज ऊर्जा में बढ़ती के कारण एनएडीएस अणु सभ के बिस्तार हो जाला जेवना से ई ढेर आयतन पर कब्जा क लेलें आ एकरे परिणाम के रूप में घनत्व में कमी आवे ला। घनत्व में देखल गइल कमी तापमान में बढ़ती के साथ एगो निश्चित रेखीय सहसंबंध देखावे ला, जेकरा के सूत्र (3) से ठीक से बतावल जा सके ला। चित्र 5 में 1.12% के निरपेक्ष औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) के साथ NADES घनत्व परिवर्तन के एह बिसेसता सभ के ग्राफिक रूप से देखावल गइल बा, जवन रिपोर्ट कइल गइल घनत्व मान सभ के सटीकता के मात्रात्मक माप उपलब्ध करावे ला।
चिपचिपाहट गति में तरल पदार्थ के अलग-अलग परत सभ के बीच के आकर्षक बल हवे आ बिबिध प्रयोग सभ में प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के प्रयोज्यता के समझे में प्रमुख भूमिका निभावे ला। 25 °C पर NADES के चिपचिपाहट 951 cP रहे जवन ग्लिसरॉल से अधिका बा।
तापमान बढ़ला के साथ चिपचिपाहट में देखल गइल कमी के मुख्य रूप से अंतर-आणविक आकर्षण बल सभ के कमजोर होखे के कारण बतावल जाला। एह घटना के परिणामस्वरूप द्रव के चिपचिपाहट में कमी आवे ला, ई रुझान चित्र 6 में साफ-साफ देखावल गइल बा आ समीकरण (4) द्वारा एकर मात्रा निर्धारित कइल गइल बा। उल्लेखनीय बा कि 60°C पर चिपचिपाहट 898 cP ले गिर जाले आ समग्र औसत प्रतिशत त्रुटि (AMPE) 1.4% होला। नाडेस में चिपचिपाहट बनाम तापमान निर्भरता के बिस्तार से समझल एकरे ब्यवहारिक प्रयोग खातिर बहुत महत्व के बा।
हाइड्रोजन आयन एकाग्रता के नकारात्मक लघुगणक से निर्धारित घोल के पीएच बहुत महत्व के होला, खासतौर पर पीएच-संवेदनशील अनुप्रयोग सभ में जइसे कि डीएनए संश्लेषण में, एह से इस्तेमाल से पहिले एनएडीईएस के पीएच के सावधानी से अध्ययन करे के पड़े ला। उदाहरण के रूप में साइट्रिक एसिड आधारित NADES के देखल जाय तब 1.91 के अलग-अलग अम्लीय पीएच देखल जा सके ला, जवन ग्लिसरॉल के अपेक्षाकृत तटस्थ पीएच के बिपरीत बा।
मजेदार बात ई बा कि प्राकृतिक साइट्रिक एसिड डिहाइड्रोजनेज घुलनशील विलायक (NADES) के पीएच में तापमान बढ़ला के साथ गैर-रेखीय घटत रुझान देखल गइल। एह घटना के कारण बढ़ल आणविक कंपन बतावल जाला जे घोल में H+ संतुलन के बिघटन करे ला, जेकरा चलते [H]+ आयन सभ के निर्माण होला आ बदले में पीएच मान में बदलाव होला। जबकि साइट्रिक एसिड के प्राकृतिक पीएच 3 से 5 तक होला, ग्लिसरॉल में अम्लीय हाइड्रोजन के मौजूदगी से पीएच अउरी कम हो जाला आ 1.91 हो जाला।
25–60 °C के तापमान रेंज में साइट्रेट आधारित NADES के पीएच व्यवहार के समीकरण (5) द्वारा उचित रूप से देखावल जा सके ला, जवन देखल गइल पीएच रुझान खातिर गणितीय अभिव्यक्ति उपलब्ध करावे ला। चित्र 7 में एह दिलचस्प संबंध के ग्राफिक रूप से देखावल गइल बा, जवना में एनएडीईएस के पीएच पर तापमान के परभाव के रेखांकित कइल गइल बा, जवन एएमपीई खातिर 1.4% बतावल गइल बा।
प्राकृतिक साइट्रिक एसिड गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के थर्मोग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) कमरा के तापमान से 500 °C तक के तापमान रेंज में व्यवस्थित रूप से कइल गइल। जइसे कि चित्र 8a आ b से देखल जा सके ला, 100 °C तक ले के सुरुआती द्रब्यमान के नुकसान मुख्य रूप से सोखल पानी आ साइट्रिक एसिड आ शुद्ध ग्लिसरॉल से जुड़ल हाइड्रेशन पानी के कारण भइल। 180 °C तक ले लगभग 88% के महत्वपूर्ण द्रब्यमान के रिटेन देखल गइल, जेकर मुख्य कारण साइट्रिक एसिड के एकोनिटिक एसिड में बिघटन आ बाद में अउरी गरम कइला पर मिथाइलमैलिक एनहाइड्राइड (III) के निर्माण भइल (चित्र 8 बी)। 180 °C से ऊपर, ग्लिसरॉल में एक्रोलीन (एक्रेलाएलडीहाइड) के साफ रूप भी देखल जा सके ला, जइसे कि चित्र 8b37 में देखावल गइल बा।
ग्लिसरॉल के थर्माग्रेविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) में दू चरण के द्रव्यमान हानि प्रक्रिया के पता चलल। सुरुआती दौर (180 से 220 °C) में एक्रोलीन के निर्माण होला, एकरे बाद 230 से 300 °C ले के ढेर तापमान पर काफी द्रब्यमान के नुकसान होला (चित्र 8a)। जइसे-जइसे तापमान बढ़े ला, एसीटाल्डीहाइड, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन आ हाइड्रोजन क्रम से बने ला। उल्लेखनीय बा कि द्रब्यमान के मात्र 28% हिस्सा 300 °C पर रखल गइल, ई बतावे ला कि NADES 8(a)38,39 के आंतरिक गुण सभ में खराबी हो सके ला।
नया रासायनिक बंधन सभ के निर्माण के बारे में जानकारी पावे खातिर, प्राकृतिक गहिरा यूटेक्टिक सॉल्वेंट (NADES) के ताजा तइयार निलंबन सभ के फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR) द्वारा बिस्लेषण कइल गइल। विश्लेषण NADES निलंबन के स्पेक्ट्रम के तुलना शुद्ध साइट्रिक एसिड (CA) आ ग्लिसरॉल (Gly) के स्पेक्ट्रा से करके कइल गइल। सीए स्पेक्ट्रम में 1752 1/cm आ 1673 1/cm पर साफ चोटी देखल गइल, ई C=O बंधन के खिंचाव कंपन के प्रतिनिधित्व करे लें आ CA के बिसेसता भी हवें। एकरे अलावा, फिंगरप्रिंट क्षेत्र में 1360 1/cm पर OH झुकने वाला कंपन में एगो महत्वपूर्ण बदलाव देखल गइल, जइसे कि चित्र 9 में देखावल गइल बा।
एही तरे ग्लिसरॉल के मामला में ओएच खिंचाव आ झुके वाला कंपन के शिफ्ट क्रम से 3291 1/सेमी आ 1414 1/सेमी के तरंग संख्या पर पावल गइल। अब जइसन तइयार नाडेस के स्पेक्ट्रम के विश्लेषण करके स्पेक्ट्रम में एगो महत्वपूर्ण बदलाव पावल गइल। जइसे कि चित्र 7 में देखावल गइल बा, C=O बंधन के खिंचाव कंपन 1752 1/cm से 1720 1/cm आ ग्लिसरॉल के -OH बंधन के झुकने वाला कंपन 1414 1/cm से 1359 1/cm हो गइल। तरंग संख्या में ई बदलाव इलेक्ट्रोनेगेटिविटी में बदलाव के संकेत देला, जवन नाडेस के संरचना में नया रासायनिक बंधन के निर्माण के संकेत देला।