ハロカーボン冷媒での新しいイオン液体生成と洗浄方法に関する研究

Tokyo研究者たちは、よく混ざった物質を分離するための新しい方法を開発しました。この方法は学術界で注目を集めています。この技術が特に際立っているのは、通常の製品、例えば豆乳などでは使用前に振る必要があるのですが、逆に物質を分けておくことが有益な場合もあるからです。

ポハン工科大学（POSTECH）、韓国化学技術研究院、全南国立大学のチームが新しい技術を開発しました。このチームはPOSTECHのハン・ジフン教授をはじめ、ジ・フン・パク所長、主幹研究員のス・ミン・キム、研究員のミョンホ・チェから構成されています。彼らはイオン液体の合成と精製をさらに効率的に行うことを目的としていました。

イオン液体は、常温またはそれ以下の温度で液体の状態を保つ塩の一種です。これらは特有の特性を持っています。

1. 易燃性がない
2. 低い揮発性
3. 熱的および化学的な安定性

これらの特性により、イオン液体は触媒や電解質として産業用途で貴重です。中でも、[bmim][BF4]は高い安定性と低毒性で特に注目されています。しかし、合成中に不純物である塩化リチウム（LiCl）を除去することは、複雑で高コストです。

本研究では、研究者たちはハロカーボン冷媒、具体的にはクロロジフルオロメタン（Rf-22）を用いて、従来の方法よりも経済的かつ効率的に[bmim][BF4]イオン液体を生成しました。Rf-22は相分離の媒介として使用され、これによりメチルイミダゾールを含む混合物が、油と水の分離のように、2つの異なる層に分離しました。

[bmim][BF4]、水、およびハロカーボン混合物の比率を変えることで、相分離が観察されました。得られたデータは三成分系相図モデルに適用され、各成分の割合に基づいて形成される相を予測するのに役立ちました。このモデルを通じて、純度99%以上の高純度な[bmim][BF4]が生成されました。

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チームは、合成反応に関与しないメチルイミダゾールの層を回収し再利用することができました。これにより効率が向上し、環境への影響も軽減されます。その後、彼らは自分たちの方法が経済的に実行可能かどうかを確認するためのシミュレーションを行いました。

要するに、1日に1トンの[bmim][BF4]を生産するための分析によれば、最低販売価格は1トンあたり約12,000ドルになると示されました。これは既存のプロセス技術よりも競争力があります。

この技術には商業利用の大きな可能性があります。ポステックのハン・ジフン教授は、この研究がイオン液体の市場性向上に貢献することを望んでいると述べました。この研究は実用的で、実際の産業問題の解決を目指しています。

主任研究員のキム・スーミン氏は、この技術が他の溶媒とも併用可能であり、多くの高純度イオン液体を生成できることを示しました。これにより、研究の範囲と重要性が拡大します。

本研究は、科学技術情報通信部の若手研究者プログラムおよび韓国化学研究院の基礎プログラムの支援を受けました。

この発見は、イオン液体の製造と浄化の方法を革新する可能性があり、産業での利用をより容易にします。これは化学工学における重要な進歩であり、私たちが日常の状況でこれらの液体を利用することに一歩近づけます。この新しい方法は、非常に純度の高いイオン液体を必要とする産業にとって非常に有用であると考えられます。