Innovations en séparation : les liquides ioniques révolutionnent les techniques de purification

ParisDes chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour séparer des substances bien mélangées, attirant ainsi l'attention des universitaires. Cela se distingue car la plupart des produits contenant des particules, comme le lait de soja, nécessitent d'être secoués avant usage. Cependant, il existe des situations où il est préférable de maintenir les éléments séparés.

Une équipe de l'Université des Sciences et Technologies de Pohang (POSTECH), en collaboration avec l'Institut de Recherche en Technologie Chimique de Corée et l'Université Nationale de Chonnam, dirigée par le professeur Jee-hoon Han de POSTECH, a mis au point une nouvelle technique. Le groupe comprenait également le directeur Ji Hoon Park, le chercheur principal Soo Min Kim et le chercheur Myungho Choi. Leur objectif était de rendre la synthèse et la purification des liquides ioniques plus efficaces.

Les liquides ioniques sont des sels qui restent liquides à température ambiante ou même plus froides. Ils possèdent des caractéristiques particulières :

• Ininflammabilité
• Faible volatilité
• Stabilité thermique et chimique

Ces propriétés les rendent précieux pour des usages industriels comme les catalyseurs et les électrolytes. Parmi les liquides ioniques, [bmim][BF4] se distingue particulièrement par sa grande stabilité et sa faible toxicité. Cependant, éliminer les impuretés telles que le chlorure de lithium (LiCl) pendant la synthèse est complexe et coûteux.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé des réfrigérants halocarbonés, en particulier le chlorodifluorométhane (Rf-22), pour rendre le liquide ionique [bmim][BF4] plus économique et efficace par rapport aux méthodes traditionnelles. Ils ont employé le Rf-22 comme médiateur de séparation de phase. Cela a provoqué la séparation d’un mélange contenant du méthylimidazole en deux couches distinctes, à la manière de la séparation de l’huile et de l’eau.

En variant les proportions de [bmim][BF4], d'eau et de mélanges d'halocarbures, ils ont observé une séparation des phases. Ces données ont été ensuite intégrées à un modèle de diagramme de phases ternaire, permettant de prédire la phase formée en fonction des proportions de chaque composant. Grâce à ce modèle, ils ont obtenu du [bmim][BF4] d'une pureté supérieure à 99 %.

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L'équipe a pu récupérer et réutiliser la couche contenant le méthylimidazole qui n'était pas impliqué dans la réaction de synthèse. Cela améliore l'efficacité et réduit l'impact environnemental. Ils ont ensuite effectué des simulations pour vérifier si leur méthode était rentable.

Pour faire simple, leur étude pour produire 1 tonne de [bmim][BF4] par jour a révélé que le prix de vente minimum serait autour de 12 000 dollars par tonne. Cela se révèle plus compétitif que les technologies de procédé existantes.

Cette technologie possède un fort potentiel pour une application commerciale. Le professeur Jee-hoon Han de POSTECH a exprimé l'espoir que leurs recherches rendront les liquides ioniques plus compétitifs sur le marché. Cette étude est concrète et vise à résoudre des problèmes industriels réels.

Le chercheur principal Soo Min Kim a indiqué que la technique peut être utilisée avec d'autres solvants, permettant ainsi la création de nombreux liquides ioniques de haute pureté. Cela élargit la portée et l'importance de leurs recherches.

Cette recherche a été financée par le Programme Jeunes Chercheurs du Ministère des Sciences et des TIC, ainsi que par le Programme Fondamental de l'Institut de Recherche Chimique de Corée.

Cette découverte pourrait révolutionner la production et le nettoyage des liquides ioniques, facilitant ainsi leur utilisation dans l'industrie. C'est une avancée majeure en génie chimique qui nous rapproche de l'intégration de ces liquides dans notre quotidien. Cette nouvelle méthode pourrait s'avérer extrêmement bénéfique pour les secteurs nécessitant des liquides ioniques de grande pureté.