Liquidi ionici: rivoluzione nella separazione delle miscele di sostanze

RomeRicercatori hanno sviluppato un nuovo metodo per separare sostanze ben mescolate, attirando l'attenzione degli accademici. Questo è particolarmente rilevante poiché la maggior parte dei prodotti con particelle, come il latte di soia, necessita di essere agitata prima dell'uso. Tuttavia, in alcune situazioni è preferibile mantenere le componenti separate.

Un team della Pohang University of Science and Technology (POSTECH), dell'Istituto di Ricerca di Tecnologie Chimiche della Corea e dell'Università Nazionale di Chonnam, guidato dal Professor Jee-hoon Han di POSTECH, ha sviluppato una nuova tecnica. Il gruppo comprendeva il Direttore Ji Hoon Park, il Ricercatore Principale Soo Min Kim e il Ricercatore Myungho Choi. L'obiettivo era rendere più efficienti la sintesi e la purificazione dei liquidi ionici.

I liquidi ionici sono sali che rimangono liquidi a temperatura ambiente o inferiore. Questi possiedono caratteristiche uniche:

• Infiammabilità ridotta
• Bassa volatilità
• Stabilità termica e chimica

Queste proprietà le rendono preziose per utilizzi industriali come catalizzatori ed elettroliti. Tra i liquidi ionici, il [bmim][BF4] spicca per la sua alta stabilità e bassa tossicità. Tuttavia, l'eliminazione di impurità come il cloruro di litio (LiCl) durante la sintesi è un processo complesso e costoso.

In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato refrigeranti alogenati, in particolare il clorodifluorometano (Rf-22), per rendere il liquido ionico [bmim][BF4] più economico ed efficiente rispetto ai metodi tradizionali. Hanno impiegato Rf-22 come mediatore di separazione di fase, causando la separazione di una miscela contenente metilimidazolo in due strati distinti, simili alla separazione tra olio e acqua.

Variando i rapporti tra [bmim][BF4], acqua e miscele di alocarboni, è stata osservata la separazione di fase. I dati ottenuti sono stati applicati a un modello di diagramma di fase ternario, il quale permette di prevedere la fase formata in base alle proporzioni di ciascun ingrediente. Grazie a questo modello, sono riusciti a ottenere [bmim][BF4] ad alta purezza, superiore al 99%.

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Il team è riuscito a recuperare e riutilizzare lo strato con metilimidazolo, che non partecipava alla reazione di sintesi. Questo ha migliorato l'efficienza e ridotto l'impatto ambientale. Successivamente, hanno eseguito simulazioni per verificare se il loro metodo fosse economicamente sostenibile.

In sintesi, la loro analisi per la produzione quotidiana di 1 tonnellata di [bmim][BF4] ha rivelato che il prezzo minimo di vendita sarebbe di circa $12.000 per tonnellata. Questo rende la tecnologia più competitiva rispetto a quelle attualmente esistenti.

Questa tecnologia presenta un grande potenziale per l'uso commerciale. Il professor Jee-hoon Han di POSTECH ha dichiarato che sperano che questa ricerca contribuirà a rendere i liquidi ionici più commerciabili. Lo studio è pratico e mira a risolvere problemi industriali concreti.

La ricercatrice principale Soo Min Kim ha dichiarato che la tecnica può essere applicata ad altri solventi, consentendo la produzione di numerosi liquidi ionici ad alta purezza. Ciò amplia la portata e l'importanza delle loro ricerche.

Questo studio è stato finanziato dal Programma Giovani Ricercatori del Ministero della Scienza e ICT e dal Programma di Base dell'Istituto di Ricerca Chimica della Corea.

Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la produzione e la pulizia dei liquidi ionici, facilitandone l'uso nell'industria. Rappresenta un importante progresso nell'ingegneria chimica e ci avvicina all'impiego di questi liquidi nella vita quotidiana. Questo nuovo metodo potrebbe risultare estremamente utile per i settori che richiedono liquidi ionici di elevatissima purezza.