Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Physikalische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Sergey P. Verevkin



Mag. rer. nat. Roland Stefan Kalb
(e-mail: roland.kalb@proionic.com )

Carbonat basierende Synthese Ionischer Flüssigkeiten. Entwicklung, Unterstützung durch quantenchemische Berechnungen, und technische Anwendung.

Ionische Flüssigkeiten sind geschmolzene Salze mit niedrigen Schmelzpunkten von ≤ 100 °C und diverse technische Anwendungen wurden in den letzten zehn Jahren aufgrund ihrer attraktiven Eigenschaften entwickelt. Herkömmliche industrielle Herstellungsverfahren für ionische Flüssigkeiten zeigen eine Reihe von Nachteilen, wie z.B. Verwendung von gefährlichen Ausgangsmaterialien, Erzeugung von großen Mengen an Abfällen und Verunreinigung des Endprodukts mit korrosiven Halogeniden und anderen Nebenprodukten.

Die Carbonat basierende Synthese Ionischer Flüssigkeiten (CBILS®) ist ein grüneres, halogenidfreies Herstellungsverfahren und basiert auf der Verwendung von Alkylcarbonaten als Alkylierungsmittel. In der vorliegenden Arbeit wurde die Entwicklung von CBILS® bis zum Multi-100kg Maßstab behandelt. Kritische Nebenreaktionen, die für Alkylcarbonate typisch sind, konnten durch Verwendung von Alkoholen als Lösungsmittel unterdrückt werden, zusätzlich wurden Nebenprodukte durch Hydrolyse-Reaktionen erfolgreich entfernt. Es wurden eine Vielzahl von diversen Ausgangsmaterialien experimentell gescreent und quantenchemische Berechnungsmethoden entwickelt, um thermodynamische Funktionen für die Optimierung und Anwendung des CBILS®-Prozesses modellieren zu können. Ein kontinuierliches Herstellverfahren mit verbesserter Raum-Zeit-Ausbeute und ultra-hoher Reinheit konnte entwickelt und um den Faktor 1000 hochskaliert werden. Mehre technische Anwendungsbeispiele werden vorgestellt, darunter kommerzialisierte Produkte.