Ionogeles en Medios Acuosos: Desde la Sonda Conductométrica del Lavado de Líquidos Iónicos hasta el Diseño de Materiales Más Estables
Autores: Kottsov, Sergei Yu.; Badulina, Alexandra O.; Ivanov, Vladimir K.; Baranchikov, Alexander E.; Nelyubin, Aleksey V.; Simonenko, Nikolay P.; Selivanov, Nikita A.; Nikiforova, Marina E.; Tsivadze, Aslan Yu.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Ionogeles en Medios Acuosos: Desde la Sonda Conductométrica del Lavado de Líquidos Iónicos hasta el Diseño de Materiales Más Estables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Aplicaciones
Estabilidad
Ionogeles
Lavado
IL
Métodos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Aunque las aplicaciones más prometedoras de los ionogeles requieren su contacto con medios acuosos, hay pocos datos disponibles sobre la estabilidad de los ionogeles al ser expuestos al agua. En este artículo, se presenta un método simple, fácil de configurar y preciso, que fue desarrollado basado en las mediciones continuas de conductividad de una fase acuosa, para estudiar la eliminación de líquidos iónicos (IL) de imidazolium de varios ionogeles a base de sílice sumergidos en agua. La precisión del método fue verificada utilizando HPLC, su reproducibilidad fue confirmada y sus errores sistemáticos fueron estimados. Los datos experimentales muestran la rápida y casi completa (>90% en 5 h) eliminación del IL hidrofílico (1-butilo-3-metilimidazolium dicianamida) del ionogel de sílice derivado de TMOS. Para reducir la tasa y el grado de eliminación, se analizaron varios enfoques, incluyendo la disminución del contenido de IL en los ionogeles, el uso de ionogeles en forma monolítica en lugar de en polvo, la construcción de ionogeles mediante la gelificación de sílice en un líquido iónico, el envejecimiento de los ionogeles después de la síntesis sol-gel y la construcción de ionogeles a partir de IL hidrofóbico y sílice hidrofóbica. Todos estos enfoques inhibieron la eliminación de IL; el nivel más bajo de eliminación alcanzado fue de aproximadamente 14% en 24 h. Perspectivas sobre la estructura y composición de los ionogeles, utilizando métodos complementarios (XRD, TGA, FTIR, SEM, NMR y adsorción de nitrógeno), revelaron el mecanismo de eliminación, que se mostró gobernado por tres procesos principales: la difusión de (1) IL y (2) agua, y (3) la disolución de IL en agua. Se demostró que la eliminación seguía cinética de pseudo-segundo orden, con las constantes cinéticas en el rango de 0.007-0.154 mol·s.
Descripción
Aunque las aplicaciones más prometedoras de los ionogeles requieren su contacto con medios acuosos, hay pocos datos disponibles sobre la estabilidad de los ionogeles al ser expuestos al agua. En este artículo, se presenta un método simple, fácil de configurar y preciso, que fue desarrollado basado en las mediciones continuas de conductividad de una fase acuosa, para estudiar la eliminación de líquidos iónicos (IL) de imidazolium de varios ionogeles a base de sílice sumergidos en agua. La precisión del método fue verificada utilizando HPLC, su reproducibilidad fue confirmada y sus errores sistemáticos fueron estimados. Los datos experimentales muestran la rápida y casi completa (>90% en 5 h) eliminación del IL hidrofílico (1-butilo-3-metilimidazolium dicianamida) del ionogel de sílice derivado de TMOS. Para reducir la tasa y el grado de eliminación, se analizaron varios enfoques, incluyendo la disminución del contenido de IL en los ionogeles, el uso de ionogeles en forma monolítica en lugar de en polvo, la construcción de ionogeles mediante la gelificación de sílice en un líquido iónico, el envejecimiento de los ionogeles después de la síntesis sol-gel y la construcción de ionogeles a partir de IL hidrofóbico y sílice hidrofóbica. Todos estos enfoques inhibieron la eliminación de IL; el nivel más bajo de eliminación alcanzado fue de aproximadamente 14% en 24 h. Perspectivas sobre la estructura y composición de los ionogeles, utilizando métodos complementarios (XRD, TGA, FTIR, SEM, NMR y adsorción de nitrógeno), revelaron el mecanismo de eliminación, que se mostró gobernado por tres procesos principales: la difusión de (1) IL y (2) agua, y (3) la disolución de IL en agua. Se demostró que la eliminación seguía cinética de pseudo-segundo orden, con las constantes cinéticas en el rango de 0.007-0.154 mol·s.