Jonbrytande separationsteknik: enkelt tillverkande och rening av jonvätskor med halogenkolbaserade kylmedel

StockholmForskare har utvecklat en ny metod för att separera välblandade ämnen, och den väcker uppmärksamhet bland akademiker. Detta är anmärkningsvärt eftersom de flesta produkter med partiklar, som sojamjölk, behöver skakas innan användning. Det finns dock tillfällen då det är bättre att hålla saker åtskilda.

Ett team från Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Korea Research Institute of Chemical Technology och Chonnam National University, lett av professor Jee-hoon Han från POSTECH, har utvecklat en ny teknik. Gruppen inkluderade direktör Ji Hoon Park, huvudforskare Soo Min Kim och forskare Myungho Choi. De syftade till att göra syntesen och reningen av joniska vätskor mer effektiv.

Jonvätskor är salter som förblir flytande vid rumstemperatur eller lägre. De har unika egenskaper:

• Obrännbart
• Låg flyktighet
• Termisk och kemisk stabilitet

Dessa egenskaper gör dem värdefulla för industriella användningar som katalysatorer och elektrolyter. Bland joniska vätskor är [bmim][BF4] särskilt anmärkningsvärd för sin höga stabilitet och låga toxicitet. Däremot är det komplicerat och kostsamt att avlägsna föroreningar som litiumklorid (LiCl) under syntesen.

I denna studie använde forskare halogenkolrefrigeranter, särskilt klordifluormetan (Rf-22), för att göra den joniska vätskan [bmim][BF4] mer ekonomisk och effektiv jämfört med traditionella metoder. De använde Rf-22 som en fasseparationsmedierare, vilket fick en blandning som innehöll metylimidazol att dela upp sig i två distinkta skikt, liknande olja och vatten.

Genom att variera proportionerna av [bmim][BF4], vatten, och halogenkolblandningar observerade de fas separation. Den insamlade datan användes sedan i en ternär fasediagrammodell, som hjälper till att förutsäga vilken fas som bildas baserat på proportionerna av varje komponent. Genom denna modell lyckades de producera [bmim][BF4] med en renhet som överstiger 99%.

Läs också:

Idag · 20:04

Litet chip styr ljus för biologisk styrning

Teamet lyckades återvinna och återanvända lagret med metylimidazol, då det inte var delaktigt i syntesreaktionen. Detta ökar effektiviteten och minskar miljöpåverkan. De genomförde därefter simuleringar för att säkerställa att deras metod var ekonomiskt hållbar.

Enkelt uttryckt visade deras analys för att producera 1 ton [bmim][BF4] per dag att det lägsta försäljningspriset skulle vara cirka 12 000 dollar per ton. Detta är mer konkurrenskraftigt än befintliga processteknologier.

Denna teknik har stor potential för kommersiell användning. Professor Jee-hoon Han från POSTECH uttryckte förhoppningen att forskningen ska bidra till att göra jonvätskor mer eftertraktade på marknaden. Studien är praktiskt inriktad och syftar till att lösa verkliga industriella problem.

Huvudforskare Soo Min Kim nämnde att tekniken kan användas med andra lösningsmedel, vilket möjliggör skapandet av många höggradigt rena jonvätskor. Detta utökar omfattningen och betydelsen av deras forskning.

Denna studie finansierades av Programmet för unga forskare från Ministeriet för Vetenskap och IKT samt av det grundläggande programmet vid Koreas Forskningsinstitut för Kemiteknik.

Denna upptäckt kan förändra hur vi framställer och renar jonvätskor, vilket gör det enklare att använda dem inom industrin. Det är ett betydelsefullt framsteg inom kemiteknik och för oss närmare att använda dessa vätskor i vardagliga sammanhang. Denna nya metod kan vara mycket användbar för industrier som behöver extremt rena jonvätskor.