研究人員展示了離子液體合成和純化的經濟方法

最近，來自浦項科技大學 (POSTECH)、韓國化學技術研究所和全南國立大學的研究人員團隊開發了一種分離充分混合的混合物的技術。

浦項科技大學化學工程系 Jee-hoon Han 教授領導的研究小組創立了用於離子液體的高效合成和純化。 他們的研究最近被選為網路版的封面論文工業與工程化學研究。

Jee-hoon Han教授與來自CO的Ji Hoon Park主任、首席研究員Soo Min Kim和研究員Myungho Choi合作進行了這項研究₂韓國化學技術研究院能源研究中心及全南國立大學 Jaewon Byun 教授。

離子液體是指在以下溫度下仍保持液態的鹽或甚至在相對較低的溫度下，由於離子之間的強電相互作用。 與普通鹽不同，它們具有諸如不可燃性、低揮發性以及熱穩定性和化學穩定性等，使它們對於包括催化劑和電解質在內的各種工業應用都很有價值。

研究最多的離子液體之一是[bmim][BF₄]，以其高穩定性和低毒性而聞名。 然而，在合成過程中去除氯化鋰（LiCl）等雜質的複雜且昂貴的過程一直是該技術商業化的重大障礙。

在這項研究中，研究人員採用鹵化碳冷媒，特別是二氟氯甲烷 (Rf-22)，來合成離子液體 [bmim][BF₄] 比傳統方法更有經濟、更有效率。

透過使用 Rf-22 作為相分離介體，他們能夠誘導含有甲基咪唑的混合物分離成兩個不同的層，類似於油和水的分離。

研究小組透過改變 [bmim][BF 的比率觀察到相分離₄]、水和鹵化碳混合物。 然後他們將收集到的數據應用於三元相圖模型。 該模型直觀地表示了包含三種不同成分的混合物的組成和相，並用於根據每種成分的比例預測形成的相。

利用三元相圖建模，研究人員成功生產出高純度的[bmim][BF₄] 純度超過99%。 此外，他們能夠有效地回收和循環利用未參與合成反應的含有甲基咪唑的層。

然後，該團隊進行了過程模擬，以評估本研究中開發的純化技術的經濟可行性。 基於生產 1 噸 [bmim][BF 的成本分析₄] 每天，他們確定最低售價約為每噸 12,000 美元。 這比現有製程技術更具競爭力，展現了該技術商業化的潛力。

浦項科技大學的 Jee-hoon Han 教授表示：“我們希望這項研究能夠推進離子液體的商業化，並根據我們對這些物質的理解提供實用的工業解決方案。”

韓國化學技術研究所的首席研究員 Soo Min Kim 表示：「這項技術還可應用於其他溶劑，能夠合成多種高純度的化合物。」。