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Produtos com sedimentos, como leite de soja, normalmente indicam em suas embalagens que a mistura deve ser bem agitada antes de beber. No entanto, há momentos em que é preferível não misturar tudo. Recentemente, uma equipe de pesquisadores da Pohang University of Science and Technology (POSTECH), do Korea Research Institute of Chemical Technology e da Chonnam National University desenvolveu uma técnica para separar misturas bem misturadas, e essa inovação está ganhando atenção na comunidade acadêmica.
A equipe de pesquisa liderada pelo Professor Jee-hoon Han do Departamento de Engenharia Química da POSTECH colaborou com o Diretor Ji Hoon Park, o Pesquisador Principal Soo Min Kim e o Pesquisador Myungho Choi do CO2 & Energy Research Center no Korea Research Institute of Chemical Technology, e o Professor Jaewon Byun da Chonnam National University para criar uma tecnologia de processo para a síntese e purificação eficientes de líquidos iônicos. Sua pesquisa foi recentemente apresentada como artigo de capa na edição online da Pesquisa em Química Industrial e de Engenharia (Pesquisa I&EC), uma revista internacional na área de engenharia química.
Líquidos iônicos são sais que permanecem em estado líquido à temperatura ambiente ou mesmo em temperaturas relativamente baixas devido a fortes interações elétricas entre seus íons. Diferentemente dos sais comuns, eles possuem propriedades únicas, como não inflamabilidade, baixa volatilidade e estabilidade térmica e química, tornando-os valiosos para várias aplicações industriais, incluindo catalisadores e eletrólitos.
Um dos líquidos iônicos mais estudados é [bmim][BF4]conhecido por sua alta estabilidade e baixa toxicidade. No entanto, o complexo e caro processo de remoção de impurezas como cloreto de lítio (LiCl) durante a síntese tem sido uma barreira significativa para a comercialização da tecnologia.
Neste estudo, os pesquisadores empregaram refrigerantes halocarbonados — especificamente, clorodifluorometano (Rf-22) — para sintetizar o líquido iônico [bmim][BF4] mais economicamente e eficientemente do que os métodos tradicionais. Ao usar Rf-22 como um mediador de separação de fases, eles foram capazes de induzir uma mistura contendo metilimidazol a se separar em duas camadas distintas, semelhante à separação de óleo e água.
A equipe observou a separação de fases variando as proporções de [bmim][BF4]água e misturas de halocarbono. Eles então aplicaram os dados coletados a um modelo de diagrama de fase ternário. Este modelo representa visualmente a composição e as fases de uma mistura contendo três componentes diferentes e é usado para prever a fase formada com base nas proporções de cada ingrediente.
Utilizando a modelagem do diagrama de fase ternário, os pesquisadores produziram com sucesso [bmim][BF4] com uma pureza superior a 99%. Além disso, eles foram capazes de recuperar e reciclar efetivamente a camada contendo metilimidazol que não participou da reação de síntese.
A equipe então conduziu simulações de processo para avaliar a viabilidade econômica da tecnologia de purificação desenvolvida neste estudo. Com base em uma análise de custo para produzir 1 tonelada de [bmim][BF4] por dia, eles determinaram que o preço mínimo de venda seria de cerca de US$ 12.000 por tonelada. Isso é mais competitivo do que as tecnologias de processo existentes, demonstrando o potencial para comercialização da tecnologia.
O professor Jee-hoon Han da POSTECH declarou: “Esperamos que esta pesquisa promova a comercialização de líquidos iônicos e forneça soluções industriais práticas com base em nossa compreensão dessas substâncias”. O pesquisador principal Soo Min Kim do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Química da Coreia expressou a importância da pesquisa dizendo: “Esta técnica também pode ser aplicada a outros solventes, permitindo a síntese de uma ampla gama de líquidos iônicos de alta pureza”.
A pesquisa foi conduzida com o apoio do Programa de Jovens Pesquisadores do Ministério da Ciência e TIC e do Programa Básico do Instituto Coreano de Pesquisa em Tecnologia Química.
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