Ciecze jonowe: nowa era innowacji w separacji dzięki łatwej syntezie z halokarbonów.

WarsawNaukowcy opracowali nową metodę rozdzielania dobrze wymieszanych substancji, która zyskuje uznanie w środowisku akademickim. Jest to szczególnie interesujące, ponieważ większość produktów z cząstkami, takich jak mleko sojowe, wymaga wstrząśnięcia przed użyciem. Istnieją jednak sytuacje, gdy lepiej jest utrzymać składniki oddzielnie.

Zespół złożony z naukowców z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohang (POSTECH), Koreańskiego Instytutu Badań nad Technologią Chemiczną oraz Narodowego Uniwersytetu Chonnam, kierowany przez profesora Jee-hoon Hana z POSTECH, opracował nową technikę. W skład zespołu weszli również Dyrektor Ji Hoon Park, Główny Badacz Soo Min Kim oraz Badacz Myungho Choi. Ich celem było usprawnienie syntezy i oczyszczania cieczy jonowych.

Ciecze jonowe to sole, które pozostają w stanie ciekłym w temperaturze pokojowej lub niższej. Posiadają one wyjątkowe właściwości:

• Niepalność
• Niska lotność
• Stabilność termiczna i chemiczna

Te cechy sprawiają, że są one cenne dla przemysłu, zwłaszcza jako katalizatory i elektrolity. Spośród cieczy jonowych, [bmim][BF4] wyróżnia się wyjątkową stabilnością i niską toksycznością. Jednocześnie usuwanie zanieczyszczeń, takich jak chlorek litu (LiCl) podczas syntezy, jest skomplikowane i kosztowne.

W badaniu tym naukowcy wykorzystali czynniki chłodnicze z grupy halogenowcopochodnych, konkretnie chlorodifluorometan (Rf-22), aby w bardziej ekonomiczny i efektywny sposób wyprodukować ciecz jonową [bmim][BF4] w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Zastosowali Rf-22 jako mediator do rozdzielania faz. Spowodowało to, że mieszanina zawierająca metyloimidazol rozdzieliła się na dwie odrębne warstwy, podobnie jak przy rozdzielaniu oleju i wody.

Zmieniając proporcje [bmim][BF4], wody i mieszanin halowęglowodorów, zaobserwowano rozdzielenie fazowe. Uzyskane dane zastosowano w modelu diagramu fazowego potrójnego, który pomaga przewidzieć fazę utworzoną na podstawie proporcji każdego składnika. Dzięki temu modelowi uzyskano [bmim][BF4] o wysokiej czystości, przekraczającej 99%.

Zobacz również:

Dzisiaj · 18:00

Tropikalne burze przynoszą zaskakujące emisje gamma

Zespół zdołał odzyskać i ponownie wykorzystać warstwę z metyloimidazolem, która nie była zaangażowana w reakcję syntezy. Dzięki temu zwiększono wydajność i zmniejszono wpływ na środowisko. Następnie przeprowadzono symulacje, aby sprawdzić, czy ich metoda jest ekonomicznie opłacalna.

Krótko mówiąc, analiza wykazała, że produkcja 1 tony [bmim][BF4] dziennie wymagałaby minimalnej ceny sprzedaży wynoszącej około 12 000 dolarów za tonę. Jest to bardziej konkurencyjne niż obecne technologie procesowe.

Ta technologia ma ogromny potencjał do komercyjnego zastosowania. Profesor Jee-hoon Han z POSTECH wyraził nadzieję, że badania te przyczynią się do większej atrakcyjności cieczy jonowych na rynku. Badanie ma praktyczny charakter i jest ukierunkowane na rozwiązywanie rzeczywistych problemów przemysłowych.

Główna badaczka Soo Min Kim stwierdziła, że technika ta może być stosowana z innymi rozpuszczalnikami, co umożliwia wytwarzanie wielu wysokiej czystości cieczy jonowych. To poszerza zakres i znaczenie ich badań.

Badania te zostały sfinansowane przez Program Młodych Badaczy Ministerstwa Nauki i ICT oraz Program Podstawowy Koreańskiego Instytutu Badań nad Technologią Chemiczną.

To odkrycie może zrewolucjonizować sposób wytwarzania i oczyszczania cieczy jonowych, ułatwiając ich zastosowanie w przemyśle. Jest to istotny krok naprzód w inżynierii chemicznej, który przybliża nas do zastosowań tych cieczy w codziennych sytuacjach. Nowa metoda może być niezwykle przydatna w branżach wymagających bardzo czystych cieczy jonowych.