Líquidos iónicos: la nueva frontera en técnicas innovadoras de separación

MadridInvestigadores desarrollan un nuevo método para separar sustancias mezcladas, y está captando la atención de la academia. Esto es destacable, ya que la mayoría de productos con partículas, como la leche de soja, requieren agitación antes de su uso. Sin embargo, hay ocasiones en las que es mejor mantener los componentes separados.

Un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), el Instituto Coreano de Investigación en Tecnología Química y la Universidad Nacional de Chonnam, liderado por el Profesor Jee-hoon Han de POSTECH, ha desarrollado una nueva técnica. El equipo, que incluyó al Director Ji Hoon Park, el Investigador Principal Soo Min Kim y el Investigador Myungho Choi, buscaba hacer más eficiente la síntesis y purificación de líquidos iónicos.

Los líquidos iónicos son sales que permanecen líquidas a temperatura ambiente o incluso a temperaturas más bajas. Poseen características únicas:

• Incombustibilidad
• Baja volatilidad
• Estabilidad térmica y química

Estas propiedades los hacen valiosos para usos industriales como catalizadores y electrolitos. Entre los líquidos iónicos, el [bmim][BF4] destaca por su alta estabilidad y baja toxicidad. Sin embargo, la eliminación de impurezas como el cloruro de litio (LiCl) durante la síntesis es compleja y costosa.

En este estudio, los investigadores emplearon refrigerantes halocarbonados, específicamente clorodifluorometano (Rf-22), para hacer que el líquido iónico [bmim][BF4] fuera más rentable y eficiente en comparación con los métodos tradicionales. Usaron Rf-22 como mediador de separación de fases. Esto provocó que una mezcla que contenía metilimidazol se separara en dos capas distintas, similar a la separación de aceite y agua.

Al variar las proporciones de [bmim][BF4], agua y mezclas de halocarbonos, observaron una separación de fases. Luego, aplicaron los datos a un modelo de diagrama ternario de fases, el cual ayuda a predecir la fase que se forma según las proporciones de cada componente. A través de este modelo, lograron producir [bmim][BF4] de alta pureza, superando el 99%.

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El equipo logró recuperar y reutilizar la capa con metilimidazol, que no participó en la reacción de síntesis. Esto mejora la eficiencia y reduce el impacto ambiental. Luego realizaron simulaciones para verificar si su método era económicamente viable.

En resumen, su análisis de la producción de 1 tonelada diaria de [bmim][BF4] mostró que el precio mínimo de venta sería de aproximadamente $12,000 por tonelada. Esto resulta ser más competitivo que las tecnologías de proceso existentes.

Esta tecnología tiene un gran potencial para el uso comercial. El profesor Jee-hoon Han de POSTECH expresó su esperanza de que esta investigación ayude a que los líquidos iónicos sean más atractivos en el mercado. Este estudio es práctico y busca resolver problemas industriales reales.

El investigador principal Soo Min Kim señaló que la técnica puede aplicarse con otros disolventes, permitiendo la creación de muchos líquidos iónicos de alta pureza. Esto amplía el alcance y la relevancia de su investigación.

Este estudio fue financiado por el Programa de Jóvenes Investigadores del Ministerio de Ciencia y TIC y el Programa Básico del Instituto Coreano de Tecnología Química.

Este descubrimiento podría revolucionar la producción y limpieza de líquidos iónicos, facilitando su uso en la industria. Representa un avance significativo en la ingeniería química y nos acerca a la implementación de estos líquidos en situaciones cotidianas. Este nuevo método podría ser de gran utilidad para las industrias que requieren líquidos iónicos de alta pureza.