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ES2502069A1 - Polymeric inclusion membranes based on ionic liquids (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Polymeric inclusion membranes based on ionic liquids (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2502069A1
ES2502069A1 ES201330453A ES201330453A ES2502069A1 ES 2502069 A1 ES2502069 A1 ES 2502069A1 ES 201330453 A ES201330453 A ES 201330453A ES 201330453 A ES201330453 A ES 201330453A ES 2502069 A1 ES2502069 A1 ES 2502069A1
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ES
Spain
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alkyl
substituted
membranes
polymeric
aryl
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Carlos GODÍNEZ SEOANE
Francisco José HERNÁNDEZ FERNÁNDEZ
Luis Javier Lozano Blanco
Antonia Pérez De Los Ríos
Sergio SÁNCHEZ SEGADO
Francisca TOMÁS ALONSO
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Universidad de Murcia
Universidad Politecnica de Cartagena
Original Assignee
Universidad de Murcia
Universidad Politecnica de Cartagena
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Abstract

Membranas poliméricas de inclusión basadas en líquidos iónicos.#La presente invención se refiere a una membrana polimérica de inclusión que comprende un polímero base, un agente de extracción y una agente plastificante donde el agente de extracción y el agente plastificante es un líquido iónico, la invención también se refiere al uso de dichas membranas en pilas de combustible microbianas, al uso de las mismas para la separación selectiva de mezclas de ácidos orgánicos, alcoholes y ésteres y al uso de las mismas como matrices de inmovilización de productos químicos, bioquímicos y/o biológicos.Polymeric inclusion membranes based on ionic liquids. # The present invention relates to an inclusion polymeric membrane comprising a base polymer, an extracting agent and a plasticizing agent where the extracting agent and the plasticizing agent is an ionic liquid, the The invention also relates to the use of said membranes in microbial fuel cells, the use thereof for the selective separation of mixtures of organic acids, alcohols and esters and the use thereof as immobilization matrices of chemical, biochemical and / or biological

Description

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MEMBRANAS POLIMÉRICAS DE INCLUSIÓN BASADAS EN LÍQUIDOS IÓNICOS

POLYMERIC INCLUSION MEMBERS BASED ON ION LIQUIDS

Campo de la invención Field of the Invention

La presente invención se encuadra en general en el campo de la química de materiales y en particular se refiere a membranas poliméricas de inclusión basadas en líquidos iónicos y al 5 uso de las mismas. The present invention is generally framed in the field of materials chemistry and in particular refers to polymeric inclusion membranes based on ionic liquids and the use thereof.

Estado de la técnica State of the art

La investigación y desarrollo en membranas es una de las actividades de investigación que se les está dedicando más recursos tecnológicos, ya que la comercialización de estos 10 nuevos desarrollos tecnológicos está generando unas ventas superiores a un billón de dólares anualmente. Research and development in membranes is one of the research activities that are devoting more technological resources, since the commercialization of these 10 new technological developments is generating sales of over one billion dollars annually.

Sin embargo, a pesar del auge del mercado de la mayor parte de las tipologías de membranas, tales como membranas de filtración, membranas de electrodiálisis, en el caso de las membranas líquidas, tales como membranas líquidas (BLM), membranas líquidas en However, despite the market boom of most types of membranes, such as filtration membranes, electrodialysis membranes, in the case of liquid membranes, such as liquid membranes (BLM), liquid membranes in

15 emulsión (ELM) y membranas líquidas soportadas (MFEE), su aplicación práctica sigue en gran medida limitada. 15 emulsion (ELM) and supported liquid membranes (MFEE), its practical application remains largely limited.

Aunque su formulación, propiedades y aplicaciones se han estudiado a escala de laboratorio, su aplicación a escala industrial se encuentra limitada debido principalmente a la insuficiente estabilidad operacional de las mismas. En los últimos años, se ha dedicado un Although its formulation, properties and applications have been studied on a laboratory scale, its application on an industrial scale is limited mainly due to their insufficient operational stability. In recent years, a

20 esfuerzo considerable en comprender y mejorar, la estabilidad de las membranas líquidas. 20 considerable effort in understanding and improving the stability of liquid membranes.

La formulación de un nuevo tipo de membrana liquida conocida como membrana polimérica de inclusión (PIM) ha conseguido mejorar la estabilidad de las membranas líquidas. Una PIM consiste en la mezcla de un polímero base, que proporciona resistencia mecánica, un plastificante o modificador, que proporciona elasticidad y aumenta la solubilidad de las 25 especies extraídas en la fase líquida membrana, y un portador (extractante) para facilitar el transporte selectivo de las especies químicas de interés, que normalmente consiste en un disolvente orgánico. Entre los polímeros más usados para formar la red de tipo gel que atrapa el portador y el plastificante / modificador, se encuentran el poli(cloruro de vinilo) (PVC) y triacetato de celulosa (CTA). La naturaleza del plastificante o modificador usado 30 para formar la membrana también es un parámetro clave a considerar. Los plastificantes son The formulation of a new type of liquid membrane known as polymeric inclusion membrane (PIM) has improved the stability of liquid membranes. A PIM consists of mixing a base polymer, which provides mechanical strength, a plasticizer or modifier, which provides elasticity and increases the solubility of the 25 species extracted in the liquid membrane phase, and a carrier (extractant) to facilitate selective transport. of the chemical species of interest, which normally consists of an organic solvent. Among the polymers most commonly used to form the gel-like network that traps the carrier and the plasticizer / modifier, are polyvinyl chloride (PVC) and cellulose triacetate (CTA). The nature of the plasticizer or modifier used to form the membrane is also a key parameter to consider. The plasticizers are

5 5

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compuestos orgánicos que incorporan una cadena alquílica principal hidrófoba y uno o varios grupos polares altamente solvatantes. organic compounds that incorporate a hydrophobic main alkyl chain and one or more highly solvating polar groups.

Los líquidos iónicos (ILs) poseen propiedades únicas que son interesantes en el contexto de las membranas líquidas. Los ILs son sales orgánicas que se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente. Se componen normalmente de un catión orgánico (por ejemplo, imidazolio, piridinio, pirrolidinio, fosfonio, amonio), y un anión poliatómico inorgánico (por ejemplo, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, cloruro) o, cada vez más habitualmente, un anión orgánico (por ejemplo trifluorometilsulfonato, bis [( trifluorometil) sulfonil] imida). La principal ventaja de estos medios es su presión de vapor próxima a cero y su buena estabilidad química y térmica. Por las anteriores propiedades se han considerado como disolventes benignos con el medio ambiente en comparación con disolventes orgánicos volátiles. Además, las propiedades de los líquidos iónicos (hidrofobicidad, viscosidad, solubilidad, etc) pueden ser moduladas mediante la modificación del anión o catión constituyentes. De esta forma se pueden conseguir líquidos iónicos específicos para cada aplicación concreta lo que ha permitido su utilización en multitud de campos de la química. De hecho, los líquidos iónicos han sido empleados como sustitutos de disolventes orgánicos volátiles en una amplia variedad de procesos químicos a escala de laboratorio, tales como la separación y purificación de medios de reacción bioquímica y catalizadores. Ionic liquids (ILs) possess unique properties that are interesting in the context of liquid membranes. ILs are organic salts that are in a liquid state at room temperature. They are normally composed of an organic cation (for example, imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, phosphonium, ammonium), and an inorganic polyatomic anion (for example, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, chloride) or, more and more commonly, an organic anion (for example trifluoromethylsulfonate, bis [(trifluoromethyl) sulfonyl] imide). The main advantage of these means is its vapor pressure close to zero and its good chemical and thermal stability. Due to the above properties, they have been considered as benign solvents with the environment compared to volatile organic solvents. In addition, the properties of ionic liquids (hydrophobicity, viscosity, solubility, etc.) can be modulated by modifying the constituent anion or cation. In this way, specific ionic liquids can be achieved for each specific application, which has allowed its use in many fields of chemistry. In fact, ionic liquids have been used as substitutes for volatile organic solvents in a wide variety of chemical processes on a laboratory scale, such as the separation and purification of biochemical reaction media and catalysts.

El uso de estos nuevos disolventes como una fase líquida en membranas líquidas conduce a una estabilización de las membranas debido a su mínima presión de vapor y la posibilidad de minimizar su solubilidad en las fases circundantes mediante la selección adecuada del catión y el anión constituyente. Otras propiedades interesantes de los líquidos iónicos en el contexto de las membranas líquidas son su alta conductividad iónica y alto poder como disolvente. Todas estas propiedades mencionadas han llevado ILs a ser considerados como "disolventes verdes de diseño". Además, en el contexto de las PIMs, algunos líquidos iónicos presentan la ventaja añadida de actuar como agente de extracción y como plastificante al mismo tiempo. The use of these new solvents as a liquid phase in liquid membranes leads to a stabilization of the membranes due to their minimum vapor pressure and the possibility of minimizing their solubility in the surrounding phases by proper selection of the cation and the constituent anion. Other interesting properties of ionic liquids in the context of liquid membranes are their high ionic conductivity and high power as a solvent. All these mentioned properties have led ILs to be considered as "green design solvents". In addition, in the context of PIMs, some ionic liquids have the added advantage of acting as an extraction agent and as a plasticizer at the same time.

En la última década, se ha descrito en la bibliografía científica el empleo de membranas líquidas soportadas (SLMs) basadas en ILs para la separación selectiva de compuestos orgánicos tales como aminas, alcoholes, ácidos orgánicos, cetonas, éteres e hidrocarburos aromáticos, así como mezclas de gases y de iones metálicos. Sin embargo, estas SLMs generalmente han mostrado una estabilidad limitada principalmente a medios altamente In the last decade, the use of supported liquid membranes (SLMs) based on ILs for the selective separation of organic compounds such as amines, alcohols, organic acids, ketones, ethers and aromatic hydrocarbons, as well as mixtures has been described in the scientific literature. of gases and metal ions. However, these SLMs have generally shown limited stability primarily to highly media.

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polares como el agua, que podría ser mejorada mediante el uso de membranas poliméricas de inclusión. polar such as water, which could be improved by the use of polymeric inclusion membranes.

Las pilas de combustible microbianas (MFCs) son dispositivos bioelectroquímicos capaces de convertir directamente la energía química en electricidad, empleando una amplia gama de sustratos orgánicos para tal fin. Históricamente se han utilizado sustratos puros tales como acetato, glucosa y / o lactato para alimentar las MFCs. En el año 2000 comenzaron a utilizarse aguas residuales y otras mezclas complejas como sustratos orgánicos en pilas de combustible microbianas. Uno de los componentes críticos que determinan la eficiencia de las MFC es la membrana de intercambio protónico (PEM). El Nafion® ha sido ampliamente utilizado como PEM en pilas microbianas, debido a su alta conductividad protónica. Sin embargo, esta membrana es todavía muy costosa, lo cual hace su uso prohibitivo en aplicaciones a gran escala. Microbial fuel cells (MFCs) are bioelectrochemical devices capable of directly converting chemical energy into electricity, using a wide range of organic substrates for this purpose. Historically, pure substrates such as acetate, glucose and / or lactate have been used to feed the MFCs. In 2000, wastewater and other complex mixtures began to be used as organic substrates in microbial fuel cells. One of the critical components that determine the efficiency of CFMs is the proton exchange membrane (PEM). Nafion® has been widely used as a PEM in microbial batteries, due to its high proton conductivity. However, this membrane is still very expensive, which makes its use prohibitive in large-scale applications.

Recientemente se han diseñado nuevas membranas líquidas soportadas (SLMs) formadas por líquidos iónicos embebidos en los poros de un soporte polimérico mediante oclusión aplicando presión. Estas nuevas membranas han sido empleadas como nuevas membranas de intercambio de protones (PEM) en pilas de combustible microbianas. La sustitución de las membranas convencionalmente empleadas por estas nuevas membranas permite una reducción de costes de aproximadamente un 70%. Sin embargo, el uso de estas membranas en pilas de combustible microbianas que emplean aguas residuales como substrato estaba todavía limitado a líquidos iónicos altamente hidrófobos, ya que los hidrofílicos se solubilizan fácilmente en una fase altamente polar como es el agua. Por lo tanto, parece interesante encontrar un enfoque que amplíe el rango de líquidos iónicos para uso en membranas de intercambio protónico en MFC. Por ello, se proponen las membranas poliméricas de inclusión basadas en líquidos iónicos como solución potencial. Recently, new supported liquid membranes (SLMs) formed by ionic liquids embedded in the pores of a polymeric support by occlusion applying pressure have been designed. These new membranes have been used as new proton exchange (PEM) membranes in microbial fuel cells. The replacement of the membranes conventionally used by these new membranes allows a cost reduction of approximately 70%. However, the use of these membranes in microbial fuel cells that use wastewater as a substrate was still limited to highly hydrophobic ionic liquids, since hydrophilic acids are easily solubilized in a highly polar phase such as water. Therefore, it seems interesting to find an approach that broadens the range of ionic liquids for use in proton exchange membranes in CFM. Therefore, polymeric inclusion membranes based on ionic liquids are proposed as a potential solution.

La presente invención soluciona los problemas descritos en el estado de la técnica ya que se refiere a membranas poliméricas de inclusión basadas en líquidos iónicos que podrían ser aplicadas como membranas eficientes en pilas de combustible microbianas, en la separación selectiva de mezclas de ácidos orgánicos, alcoholes y ésteres y como medios para inmovilización de catalizadores químicos y biocatalizadores, así como de células animales y vegetales. De tal forma que se aumenta la estabilidad mecánica y térmica de las membranas líquidas basadas en líquidos iónicos y su estabilidad química tanto a medios altamente polares, como el agua, como a medios apolares como n-hexano. The present invention solves the problems described in the state of the art since it refers to polymeric inclusion membranes based on ionic liquids that could be applied as efficient membranes in microbial fuel cells, in the selective separation of mixtures of organic acids, alcohols and esters and as means for immobilization of chemical catalysts and biocatalysts, as well as animal and plant cells. In such a way that the mechanical and thermal stability of the liquid membranes based on ionic liquids and their chemical stability is increased both to highly polar media, such as water, as to apolar media such as n-hexane.

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Descripción de la invención Description of the invention

Así pues la presente invención en un primer aspecto se refiere a una membrana polimérica de inclusión (de ahora en adelante membrana de la presente invención) que comprende al menos un polímero base, un agente de extracción y una agente plastificante caracterizada Thus the present invention in a first aspect relates to an inclusion polymeric membrane (hereafter referred to as the membrane of the present invention) comprising at least one base polymer, an extracting agent and a characterized plasticizing agent.

5 por que el agente de extracción y el agente plastificante es un líquido iónico seleccionado de entre las fórmulas generales I-VIII: 5 because the extraction agent and the plasticizing agent is an ionic liquid selected from the general formulas I-VIII:

(I) (II) (I) (II)

imagen1 imagen2R1 CH image 1 image2 R1 CH

R1 R1

imagen33 R2 imagen4 image3 3 R2 image4

imagen5R2imagen6N image5 R2 image6 N

X-n X-n

X-n X-n

AA AA

R3 R3 R3 R3

nn

n n

10 (III) 10 (III)

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(IV) (V) (IV) (V)

R1 imagen8R1 CH3 R1 image8 R1 CH3

imagen9R7 image9 R7

R7 R7

X-n X-n X-n X-n

V V U V V U

W R8 W R8 W R8 W R8

n n n n

(VI) (VII) (VIII) (VI) (VII) (VIII)

Rimagen1010 R11 Rimagen1110 R11 Rimagen1210 R11 R image10 10 R11 R image11 10 R11 R image12 10 R11

X-n X-n X-n X-n X-n X-n

imagen13N imagen14S image13 N image14 S

R12 R13 R12 R13 R12 R12 R13 R12 R13 R12

n n n n

donde: where:

A es seleccionado de entre -N-o C(R4), A is selected from -N- or C (R4),

B es seleccionado de entre -O-, S, o N(R5), B is selected from -O-, S, or N (R5),

U, V, W son seleccionados de entre -N-o C(R10), donde U y V no son -N5 simultáneamente, U, V, W are selected from -N- or C (R10), where U and V are not -N5 simultaneously,

Z es seleccionado de entre -O-o N(R12), Z is selected from -O- or N (R12),

X es un anión, X is an anion,

n es un número entero de 1 a 4, n is an integer from 1 to 4,

R1-R16 son iguales o diferentes y donde R es seleccionado de entre hidrógeno, un grupo R1-R16 are the same or different and where R is selected from hydrogen, a group

10 alquilo C1-C18, alquenilo C2-C18, alquinilo C2-C18, alquilo C1-C18 sustituido, alquenilo C1-C18 sustituido, alquinilo C1-C18 sustituido, cicloalquilo C3-C8, cicloalquenilo C3-C8, arilo, arilo sustituído, aril (alquilo C1-C4) o arilo (alquilo C1-C4) sustituido. C1-C18 alkyl, C2-C18 alkenyl, C2-C18 alkynyl, substituted C1-C18 alkyl, substituted C1-C18 alkenyl, substituted C1-C18 alkynyl, C3-C8 cycloalkyl, C3-C8 cycloalkenyl, aryl, substituted aryl, aryl (C1-C4 alkyl) or aryl (C1-C4 alkyl) substituted.

En una realización preferente, X es seleccionado de entre los aniones: hidróxido, cloruro, bromuro, yoduro, borato, tetrafluoroborato, cuprato, Cu(I)Cl2, anión fosfato, In a preferred embodiment, X is selected from the anions: hydroxide, chloride, bromide, iodide, borate, tetrafluoroborate, cuprate, Cu (I) Cl2, phosphate anion,

15 hexafluorofosfato, hexafluoroantimoniato, perclorato, nitrato, sulfato, carboxilato, sulfonato, sulfoimida, fosfato, alquilcarbonato, dicianamida, tiocianato o tricianometanida. 15 hexafluorophosphate, hexafluoroantimoniate, perchlorate, nitrate, sulfate, carboxylate, sulphonate, sulfoimide, phosphate, alkyl carbonate, dicianamide, thiocyanate or tricianomethane.

En la presente invención el término "alquilo C1-C18" se refiere a una cadena monovalente lineal o ramificada de uno a dieciocho átomos de carbono, tales como butilo, octilo, 2metildodecil, y similares. In the present invention the term "C1-C18 alkyl" refers to a linear or branched monovalent chain of one to eighteen carbon atoms, such as butyl, octyl, 2-methyldodecyl, and the like.

20 En la presente invención el término "alquilo C1-C18 sustituído" se refiere una cadena alquilo C1-C18 como se ha descrito anteriormente, donde uno o más átomos de hidrógeno en la cadena de alquílica se sustituyen con grupos monovalentes, tales como haluro, haloalquilo, alcoxi, haloalcoxi, alquiltio, haloalquiltío, alquilamino, alcanoilo, ciano, nitro y similares. In the present invention the term "substituted C1-C18 alkyl" refers to a C1-C18 alkyl chain as described above, where one or more hydrogen atoms in the alkyl chain are substituted with monovalent groups, such as halide, haloalkyl, alkoxy, haloalkoxy, alkylthio, haloalkylthio, alkylamino, alkanoyl, cyano, nitro and the like.

25 En la presente invención el término "alquenilo C2-C18 " se refiere a una cadena monovalente lineal o ramificada de dos a dieciocho átomos de carbono que contienen uno o más dobles enlaces, por ejemplo, etenilo, 2-propenilo, 3-metil-3-butenil metilo y similares. In the present invention the term "C2-C18 alkenyl" refers to a linear or branched monovalent chain of two to eighteen carbon atoms containing one or more double bonds, for example, ethenyl, 2-propenyl, 3-methyl- 3-butenyl methyl and the like.

En la presente invención el término " alquenilo C1-C18 sustituído" se refiere a un alquenilo C1-C18 tal como se describe anteriormente, donde uno o más átomos de hidrógeno en la cadena de alquilica se sustituyen con grupos monovalentes, tales como halo, haloalquilo, alcoxi, haloalcoxi, alquiltio, haloalquiltio, alquilamino, alcanoilo, ciano, nitro y similares. In the present invention the term "substituted C1-C18 alkenyl" refers to a C1-C18 alkenyl as described above, where one or more hydrogen atoms in the alkyl chain are substituted with monovalent groups, such as halo, haloalkyl. , alkoxy, haloalkoxy, alkylthio, haloalkylthio, alkylamino, alkanoyl, cyano, nitro and the like.

En la presente invención el término "alquinilo C2-C18 " se refiere a una cadena monovalente lineal o ramificada de dos a dieciocho átomos de carbono que contiene uno o más triples 5 enlaces, por ejemplo etinilo, 2-propinilo, 3-metil-3-butinilo metilo y similares. In the present invention the term "C2-C18 alkynyl" refers to a linear or branched monovalent chain of two to eighteen carbon atoms containing one or more triple 5 bonds, for example ethynyl, 2-propynyl, 3-methyl-3 -butyl methyl and the like.

En la presente invención el término "alquinilo C1-C18 sustituido" se refiere a alquinilo C1-C18 tal como se describe en el párrafo anterior , donde uno o más átomos de hidrógeno en la cadena de alquílica se sustituyen con grupos monovalentes, tales como halo, haloalquilo, alcoxi, haloalcoxi, alquiltio, haloalquiltio, alquilamino, alcanoilo, ciano, nitro y similares. In the present invention the term "substituted C1-C18 alkynyl" refers to C1-C18 alkynyl as described in the preceding paragraph, where one or more hydrogen atoms in the alkyl chain are substituted with monovalent groups, such as halo , haloalkyl, alkoxy, haloalkoxy, alkylthio, haloalkylthio, alkylamino, alkanoyl, cyano, nitro and the like.

10 En la presente invención el término "cicloalquilo C2-C8" se refiere a una cadena monovalente lineal de tres a ocho átomos de carbono que forman una estructura cíclica, tal como ciclopropilo, ciclohexilmetil, α-metil-2-metilciclopentilmetil y similares. In the present invention the term "C2-C8 cycloalkyl" refers to a linear monovalent chain of three to eight carbon atoms that form a cyclic structure, such as cyclopropyl, cyclohexylmethyl, α-methyl-2-methylcyclopentylmethyl and the like.

En la presente invención el término "cicloalquenilo C3-C8" se refiere a una cadena monovalente de tres a ocho átomos de carbono que contiene uno o más dobles enlaces que In the present invention the term "C3-C8 cycloalkenyl" refers to a monovalent chain of three to eight carbon atoms containing one or more double bonds that

15 forman una estructura cíclica, tales como 2-ciclopropilethenil, ciclohex-2-enilmetil, α-metil-5metilcyclopent-2-enilmetil, y similares. 15 form a cyclic structure, such as 2-cyclopropylenyl, cyclohex-2-enylmethyl, α-methyl-5-methylcyclopent-2-enylmethyl, and the like.

En la presente invención el término "arilo" se refiere a un radical aromático cíclico como fenilo, naftilo, piridilo, y similares, que pueden contener opcionalmente uno o más heteroátomos más, tales como oxígeno, nitrógeno, y azufre. In the present invention the term "aryl" refers to a cyclic aromatic radical such as phenyl, naphthyl, pyridyl, and the like, which may optionally contain one or more other heteroatoms, such as oxygen, nitrogen, and sulfur.

20 En la presente invención el término "arilo sustituido" se refiere al radical arilo descrito anteriormente, en donde de uno a tres átomos de hidrógeno del arilo están sustituidos con grupos monovalentes, tales como haluro, alquilo, haloalquilo, alcoxi, haloalcoxi, alquiltio, haloalquiltio, alquilamino, alcanoilo, ciano, nitro, y similares. In the present invention the term "substituted aryl" refers to the aryl radical described above, wherein from one to three hydrogen atoms of the aryl are substituted with monovalent groups, such as halide, alkyl, haloalkyl, alkoxy, haloalkoxy, alkylthio, haloalkylthio, alkylamino, alkanoyl, cyano, nitro, and the like.

En la presente invención el término "halo" se refiere a uno o más halógenos sustituyentes 25 que pertenecen al grupo formado por flúor, cloro, bromo, y yodo. In the present invention the term "halo" refers to one or more halogen substituents belonging to the group consisting of fluorine, chlorine, bromine, and iodine.

En la presente invención el término "alcoxi" se refiere a una cadena monovalentes lineales o ramificada de átomos de carbono y oxígeno, tal como metoxi, butoxi, 2,4-dimetilbutoxi, y similares. In the present invention the term "alkoxy" refers to a linear or branched monovalent chain of carbon and oxygen atoms, such as methoxy, butoxy, 2,4-dimethylbutoxy, and the like.

En la presente invención el término "alquiltio" se refiere a una cadena monovalentes lineales In the present invention the term "alkylthio" refers to a linear monovalent chain.

30 o ramificada de átomos de carbono y azufre, tales como metiltio, butiltio, 2,4-dimetilbutiltio, y similares. 30 or branched carbon and sulfur atoms, such as methylthio, butylthio, 2,4-dimethylbutylthio, and the like.

En la presente invención el término "alquilamino" se refiere a uno o dos grupos alquilo independientementes siendo cada uno de ellos una cadena monovalente lineal o ramificada de átomos de carbono y nitrógeno, tales como metilamino, dibutilamino, N-(2,4-dimetilbutil)N-metilamino, y similares. In the present invention the term "alkylamino" refers to one or two alkyl groups independently each being a linear or branched monovalent chain of carbon and nitrogen atoms, such as methylamino, dibutylamino, N- (2,4-dimethylbutyl) ) N-methylamino, and the like.

En la presente invención el término "alcanoilo" se refiere a una cadena monovalentes lineales o ramificada de átomos de carbono y un grupo carbonilo, tal como acetilo, butanoilo, 2,4-dimetilbutanoil, y similares. In the present invention the term "alkanoyl" refers to a linear or branched monovalent chain of carbon atoms and a carbonyl group, such as acetyl, butanoyl, 2,4-dimethylbutanoyl, and the like.

Se apreciará que los términos anteriores pueden ser combinados resultando nuevas estructuras químicas. Por lo tanto, "haloalquilo" se refiere a un alquilo, tal y como se definió anteriormente, sustituido con halógeno, definido también anteriormente, por ejemplo, trifluorometilo, 2,2-difluoro-1-bromoetilo, 3,3,3,2,1,1-heptafluoro-2 -trifluorometilpropil, y similares. It will be appreciated that the above terms can be combined resulting in new chemical structures. Therefore, "haloalkyl" refers to an alkyl, as defined above, substituted by halogen, also defined above, for example, trifluoromethyl, 2,2-difluoro-1-bromoethyl, 3,3,3,2 , 1,1-heptafluoro-2-trifluoromethylpropyl, and the like.

Entre los aniones carboxilatos se incluyen los alquilcarboxilatos, tales como acetato, los alquilcarboxilatos sustituidos, tales como lactato y los haloalquilcarboxilatos, tales como trifluoroacetato, y similares. Carboxylate anions include alkyl carboxylates, such as acetate, substituted alkyl carboxylates, such as lactate and haloalkyl carboxylates, such as trifluoroacetate, and the like.

Entre los aniones carbonato, se incluyen los alquilcarbonatos tal como metilcarbonatos y alquilcarbonatos sustituidos. Carbonate anions include alkyl carbonates such as methyl carbonates and substituted alkyl carbonates.

Entre los aniones sulfonato se incluyen sulfonatos de alquilo tal como el mesilato, los haloalquilsulfonatos, tales como triflato y nonaflato, y sulfonatos de arilo tales como tosilato y mesilato y similares. Sulfonate anions include alkyl sulfonates such as mesylate, haloalkylsulfonates, such as triflate and nonaflate, and aryl sulfonates such as tosylate and mesylate and the like.

Entre los aniones sulfonimidas se incluyen las sulfonimidas mono-o disustituido, tales como metanosulfonimida y bisetanosulfonimida y, sulfonimidas halogenadas, tales como bis trifluorometanosulfonimida, las arilsulfonimidas, tales como bis (4-metoxi-benceno) sulfonamida, y similares. Sulfonimide anions include mono- or disubstituted sulfonimides, such as methanesulfonimide and bisetanosulfonimide, and halogenated sulfonimides, such as bis trifluoromethanesulfonimide, arylsulfonimides, such as bis (4-methoxybenzene) sulfonamide, and the like.

Entre los aniones fosfonato se incluyen los alquilfosfonatos, como terc-butilfosfonato, los arilfosfonatos, tales como 3,4-dichlorofenilfosfonato y similares. Phosphonate anions include alkyl phosphonates, such as tert-butyl phosphonate, aryl phosphonates, such as 3,4-dichlorophenylphosphonate and the like.

En una realización más en particular, el líquido iónico empleado como plastificante y agente de extracción para la preparación de PIMs es un compuesto seleccionado del grupo de las sales de imidazolio, sales de pirazolio, sales de oxazolio, sales de tiazolio, sales de triazolio, sales de piridinio, sales de piridacinio, sales de pirimidinio, sales de piracinio, sales de piperidinio, sales de morfolinio, sales de pirrolidinio, sales de amonio, sales de fosfonio o sales de sulfonio. Son ilustrativos de tales compuestos el cloruro de 1-etil-3-metilimidazolio, cloruro de 1-butil-3-etilimidazolio, cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio, bromuro de 1-butil-3metilimidazolio, cloruro de 1-metil-3-propilimidazolio, cloruro de 1-metil-3-hexilimidazolio, cloruro de 1-metil-3-octilimidazolio, cloruro de 1-metil-3-decilimidazolio, cloruro de 1-metil-3dodecilimidazolio, cloruro de 1-metil-3-hexadecilimidazolio, cloruro de 1-metil-3octadecilimidazolio, bromuro de 1-etilpiridinio, cloruro de 1-etilpiridinio, cloruro de 1-butil piridinio, bromuro de 1-bencilpiridinio, tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazolio, yoduro de 1-butil-3-metilimidazolio, nitrato de 1-butil-3-metilimidazolio, tetrafluoroborato de 1-etil-3metilimidazolio, bromuro de 1-etil-3-metilimidazolio, yoduro de 1-etil-3-metilimidazolio, nitrato de 1-etil-3-metilimidazolio, tetrafluoroborato de 1-butil piridinio, bromuro de 1-butil piridinio, yoduro de 1-butil piridinio, nitrato de 1-butil piridinio, hexafluorofosfato de 1-butilimidazolio, tetrafluoroborato de 1-octil-3-metilimidazolio, etilsulfato de 1-etil-3-metilimidazolio, triflato de 1-butil-3-metilimidazolio, acetato de 1-butil-3-metilimidazolio, trifluoroacetato de 1-butil-3metilimidazolio y trifluoroacetato de 1-butil-3-metilimidazolio bis(trifluorometanosulfonimida). In a more particular embodiment, the ionic liquid used as a plasticizer and extraction agent for the preparation of PIMs is a compound selected from the group of imidazolium salts, pyrazolium salts, oxazolium salts, thiazolium salts, triazolium salts, pyridinium salts, pyridacinium salts, pyrimidinium salts, pyrazinium salts, piperidinium salts, morpholinium salts, pyrrolidinium salts, ammonium salts, phosphonium salts or sulfonium salts. Illustrative of such compounds are 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-ethylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methylimidazolium bromide, 1-methyl- chloride 3-propylimidazolium, 1-methyl-3-hexylimidazolium chloride, 1-methyl-3-octylimidazolium chloride, 1-methyl-3-decylimidazolium chloride, 1-methyl-3-dodecylimidazolium chloride, 1-methyl-3- chloride hexadecylimidazolium, 1-methyl-3-octadecylimidazolium chloride, 1-ethylpyridinium bromide, 1-ethylpyridinium chloride, 1-butyl pyridinium chloride, 1-benzylpyridinium bromide, 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, and 1-methylimidazolium tetrafluoroborate, -3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium nitrate, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide, 1-ethyl-3 nitrate -methylimidazolium, 1-butyl pyridinium tetrafluoroborate, 1-butyl pyridinium bromide, 1-butyl pyridinium iodide, 1-butyl pyridinium nitrate, hexafluoropho 1-Butylimidazolium phosphate, 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate, 1-butyl-3-methylimidazolium triflate, 1-butyl-3-methylimidazolium triflate, 1- 1- trifluoroacetate acetate Butyl-3-methylimidazolium and 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonimide) trifluoroacetate.

En una realización preferente, el polímero base de la membrana de la presente invención es un polímero orgánico. In a preferred embodiment, the membrane base polymer of the present invention is an organic polymer.

En un otro aspecto la presente invención se refiere al uso de la membrana de la presente invención en pilas de combustibles microbianas. In another aspect, the present invention relates to the use of the membrane of the present invention in microbial fuel cells.

En otro aspecto, la presente invención se refiere al uso de de la membrana de la presente invención para la separación selectiva de mezclas de ácidos orgánicos, alcoholes y ésteres. In another aspect, the present invention relates to the use of the membrane of the present invention for the selective separation of mixtures of organic acids, alcohols and esters.

En otro aspecto, la presente invención se refiere al uso de de la membrana de la presente invención como matriz de inmovilización más en particular, como matriz de inmovilización de catalizadores químicos, bioquímicos y/o biológicos como pueden ser células animales y vegetales. In another aspect, the present invention relates to the use of the membrane of the present invention as an immobilization matrix more particularly, as an immobilization matrix for chemical, biochemical and / or biological catalysts such as animal and plant cells.

Descripción de las figuras Description of the figures

La figura 1 muestra los perfiles de voltaje con el tiempo para una MFC que contiene (i) una membrana polimérica de inclusión de composición 50% de [MTOA+][Cl -] y 50% PVC y (ii) una membrana de Nafion®117. Figure 1 shows the voltage profiles over time for an MFC containing (i) an inclusion polymeric membrane of 50% composition of [MTOA +] [Cl -] and 50% PVC and (ii) a Nafion®117 membrane .

La figura 2 muestra fotografías de (i) PIM de Nafion® 117 y (ii) PIM basado en líquidos iónicos, tras una semana de operación en una pila de combustible microbiana. Figure 2 shows photographs of (i) PIM of Nafion® 117 and (ii) PIM based on ionic liquids, after one week of operation in a microbial fuel cell.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

A continuación se muestran cuatro ejemplos particulares donde se describe la invención detallada anteriormente. Los ejemplos no deben interpretarse como limitantes de la invención en cuanto a los materiales, condiciones, o parámetros de proceso contenidos en los mismos. Below are four particular examples where the invention described above is described. The examples should not be construed as limiting the invention in terms of the materials, conditions, or process parameters contained therein.

Las PIMs se obtuvieron por métodos de “casting” utilizando PVC y líquidos iónicos (contenido en líquido iónico de 20 a 80% w / w). La preparación de las PIMs se llevó a cabo mediante la disolución de las cantidades correspondientes de un IL y un polímero base en un disolvente orgánico, tal y como se muestra en los siguientes ejemplos. La mezcla se vertió sobre una placa de vidrio, y en el interior de un anillo de vidrio cuando se necesita controlar el espesor. El disolvente se dejó evaporar durante la noche y la membrana formada se despegó cuidadosamente de la placa de vidrio. PIMs were obtained by casting methods using PVC and ionic liquids (ionic liquid content of 20 to 80% w / w). The preparation of the PIMs was carried out by dissolving the corresponding amounts of an IL and a base polymer in an organic solvent, as shown in the following examples. The mixture was poured onto a glass plate, and inside a glass ring when the thickness needs to be controlled. The solvent was allowed to evaporate overnight and the membrane formed carefully peeled off the glass plate.

Ejemplo 1: Preparación de una membrana polimérica de inclusión de composición 50% [MTOA+][Cl -] -50% de PVC Example 1: Preparation of a polymeric inclusion membrane of composition 50% [MTOA +] [Cl -] -50% PVC

La membrana de polimérica inclusión de composición 50% [MTOA+] [Cl-] -50% de PVC se preparó mediante “casting” de una solución de polímero que contenía 50% en peso de cloruro de metiltrioctilamonio ([MTOA+] [Cl -]) y 50% en peso de cloruro de polivinilo (PVC) . Para ello, el peso correspondiente de PVC (150 mg) y [MTOA+] [Cl -] (150 mg) se disolvió en 3 mL de tetrahidrofurano (THF). Posteriormente, esta disolución se vertió en un anillo de vidrio, 28 mm de diámetro interior y 30 mm de altura, fijado mediante goma elástica a una placa de vidrio. La membrana se obtuvo por evaporación del THF a temperatura ambiente durante la noche. The polymeric membrane inclusion composition 50% [MTOA +] [Cl-] -50% PVC was prepared by casting a polymer solution containing 50% by weight of methyltrioctylammonium chloride ([MTOA +] [Cl -] ) and 50% by weight of polyvinyl chloride (PVC). For this, the corresponding weight of PVC (150 mg) and [MTOA +] [Cl -] (150 mg) was dissolved in 3 mL of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, this solution was poured into a glass ring, 28 mm internal diameter and 30 mm high, fixed by elastic rubber to a glass plate. The membrane was obtained by evaporation of THF at room temperature overnight.

Ejemplo 2: Empleo de membranas poliméricas de inclusión de composición 50% [MTOA+][Cl-] -50% PVC como membranas en pilas de combustible microbianas Example 2: Use of polymeric inclusion membranes of composition 50% [MTOA +] [Cl-] -50% PVC as membranes in microbial fuel cells

La membrana polimérica de inclusión de composición 50% [MTOA+][Cl -] -50% PVC se preparó por el método descrito en el ejemplo 1. The polymeric inclusion membrane of composition 50% [MTOA +] [Cl -] -50% PVC was prepared by the method described in example 1.

Los reactores se construyeron con dos frascos de vidrio encamisados de 250mL (Schott Duran®, Alemania), modificados con una brida cilíndrica. Las camisas tenían una capacidad de 150 mL y por ellas circuló un líquido termostático que controlaba la temperatura del reactor a 30ºC. El fluido termostático se calentó mediante un baño termostático. El combustible añadido a la cámara anódica consistía en aguas residuales procedentes del procesamiento de cebada de una fábrica de cerveza, diluida en agua residual doméstica para dar una demanda química de oxígeno (DQO) de 1200 mg L-1. Todos los experimentos analizados se realizaron en modo batch, siendo las aguas residuales el único combustible y fuente de microorganismos. The reactors were built with two 250mL jacketed glass jars (Schott Duran®, Germany), modified with a cylindrical flange. The jackets had a capacity of 150 mL and a thermostatic liquid circulated that controlled the reactor temperature at 30 ° C. The thermostatic fluid was heated by a thermostatic bath. The fuel added to the anodic chamber consisted of wastewater from the barley processing of a brewery, diluted in domestic wastewater to give a chemical oxygen demand (COD) of 1200 mg L-1. All the experiments analyzed were performed in batch mode, with wastewater being the only fuel and source of microorganisms.

Los experimentos descritos se llevan a cabo MFCs de una cámara. Cada ánodo consistió en 100 cm3 de gránulos de grafito de 2 mm de diámetro y una varilla de grafito de 3,18 mm de diámetro, que sirvió para conectar con el terminal de cátodo a través de una resistencia de 1 k�. Las cámaras anódicas se llenaron con 100 mL de combustible. Para la obtención del catalizador de platino se dispersó una suspensión de platino en PVC sobre una tela de carbono de 4cm de diámetro hasta que el peso final del electrodo fue de 0,3 mg cm-2 en todos los casos. La PIM se colocó sobre el cátodo y el conjunto se fija sobre la brida circular empleando una pinza redonda. The described experiments are carried out MFCs of a camera. Each anode consisted of 100 cm3 of graphite granules of 2 mm in diameter and a graphite rod of 3.18 mm in diameter, which served to connect to the cathode terminal through a 1 k� resistor. The anodic chambers were filled with 100 mL of fuel. To obtain the platinum catalyst, a PVC platinum suspension was dispersed on a 4cm diameter carbon cloth until the final electrode weight was 0.3 mg cm-2 in all cases. The PIM was placed on the cathode and the assembly was fixed on the circular flange using a round clamp.

En la figura 1 se muestra los perfiles de voltaje frente al tiempo para una MFC que contenía Figure 1 shows the voltage versus time profiles for an MFC containing

(i) una membrana polimérica de inclusión de 50% [MTOA+][Cl -] -50% PVC y (ii) una membrana de Nafion®117. Como puede observarse, para la PIM, la salida de tensión máxima fue de 360 mV a las 5 horas, disminuyendo hasta 200 mV a las 60 horas y manteniéndose alrededor de este valor hasta las 105 horas. En el caso de la MFC basada en la membrana Nafion®117, la tensión máxima fue significativamente más baja, alrededor de 125 mV a las 5 horas, disminuyendo hasta 90 mV a las 100 horas. (i) a 50% inclusion polymeric membrane [MTOA +] [Cl -] -50% PVC and (ii) a Nafion®117 membrane. As can be seen, for the PIM, the maximum voltage output was 360 mV at 5 hours, decreasing to 200 mV at 60 hours and staying around this value until 105 hours. In the case of the MFC based on the Nafion®117 membrane, the maximum voltage was significantly lower, around 125 mV at 5 hours, decreasing to 90 mV at 100 hours.

La capacidad para el tratamiento de aguas residuales se evaluó en términos de eliminación de DQO (DQOR). La eliminación de la DQO soluble (DQOR) se define como la relación entre la DQO total consumida en el proceso y la DQO inicial, siendo el DQO consumido la diferencia entre la demanda química de oxígeno inicial [DQO]0 y la demanda química de oxígeno en un momento dado: The capacity for wastewater treatment was evaluated in terms of COD removal (COD). The elimination of soluble COD (COD) is defined as the ratio between the total COD consumed in the process and the initial COD, with the COD consumed being the difference between the initial chemical oxygen demand [COD] 0 and the chemical oxygen demand at one point:

[1] La DQOR en el tiempo experimental fue de 89,1% para la MFC utilizando una PIM con [MTOA+][Cl -] al 50% en peso, siendo ésta similar a la DQOR obtenida con una membrana de Nafion®117 (90,7% al final del experimento). [1] The DQOR in the experimental time was 89.1% for the CFM using a PIM with [MTOA +] [Cl -] at 50% by weight, this being similar to the DQOR obtained with a Nafion®117 membrane ( 90.7% at the end of the experiment).

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Por lo tanto, si comparamos el voltaje y la DQO en su conjunto para ambas membranas se pueden comprobar cómo se logran resultados similares o incluso mejores empleando membranas poliméricas de inclusión basadas en líquidos iónicos que los obtenidos con las membranas convencionales de Nafion®117. Therefore, if we compare the voltage and the COD as a whole for both membranes, it can be seen how similar or even better results are achieved using polymeric inclusion membranes based on ionic liquids than those obtained with conventional Nafion® membranes117.

También podemos comparar el aspecto externo de ambas membranas, (véase la Figura 2) observando que las membranas poliméricas de inclusión basadas en líquidos iónicos tienen la ventaja añadida sobre la membrana de Nafion®117 de que no muestran problemas de ensuciamiento, por lo que se puede considerar como membranas “antifouling”. We can also compare the external appearance of both membranes, (see Figure 2), observing that the inclusion polymeric membranes based on ionic liquids have the added advantage over the Nafion®117 membrane that they do not show fouling problems, so can consider as "antifouling" membranes.

Ejemplo 3: Estabilidad de una membrana polimérica de inclusión de composición 30% [bmim+] [NTF2-] -70% PVC en medios altamente polares. Example 3: Stability of an inclusion polymeric membrane of composition 30% [bmim +] [NTF2-] -70% PVC in highly polar media.

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La membrana polimérica de inclusión de composición 30% [bmim+] [NTF2 ] -70% PVC se preparó mediante “casting” de una solución de polímero que contiene 30% en peso de 1The polymeric inclusion membrane of composition 30% [bmim +] [NTF2] -70% PVC was prepared by casting a polymer solution containing 30% by weight of 1

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butil-3-metil imidazolio bis (trifluorometanosulfonimida), [bmim+][NTF2 ] y 70% en peso de cloruro de polivinilo (PVC). Para ello, el peso correspondiente de PVC (210 mg) y [bmim+] [NTf2-] (90 mg) se disolvió en 3 mL de THF. Posteriormente, esta disolución se vertió en un anillo de vidrio de 28 mm de diámetro interior y 30 mm de altura, fijado por una goma elástica a una placa de vidrio. La membrana se obtuvo por evaporación del THF a temperatura ambiente durante la noche. butyl-3-methyl imidazolium bis (trifluoromethanesulfonimide), [bmim +] [NTF2] and 70% by weight of polyvinyl chloride (PVC). For this, the corresponding weight of PVC (210 mg) and [bmim +] [NTf2-] (90 mg) was dissolved in 3 mL of THF. Subsequently, this solution was poured into a glass ring of 28 mm internal diameter and 30 mm high, fixed by an elastic rubber to a glass plate. The membrane was obtained by evaporation of THF at room temperature overnight.

Los estudios de estabilidad se realizaron a 30ºC usando una célula de difusión de vidrio con dos compartimentos independientes, cada una de 30 mL, separados por la PIM. Se insertaron sendas juntas tóricas en cada lado de la PIM para mantener la estanqueidad. Todo el conjunto se mantuvo unido por un conector roscado. Se evaluó la estabilidad a agua de la membrana para lo cual se empleo agua destilada como fase alimentación y receptora, agitándose ambos compartimentos mecánicamente. La estabilidad se midió en cuatro ciclos de 24 horas cada uno. Después de cada ciclo, la membrana se sacó y se dejó secar a temperatura ambiente, calculándose la pérdida de peso. Stability studies were performed at 30 ° C using a glass diffusion cell with two independent compartments, each 30 mL, separated by the PIM. O-rings were inserted on each side of the PIM to maintain tightness. The whole assembly was held together by a threaded connector. The water stability of the membrane was evaluated for which distilled water was used as the feeding and receiving phase, both compartments being mechanically agitated. Stability was measured in four cycles of 24 hours each. After each cycle, the membrane was removed and allowed to dry at room temperature, the weight loss was calculated.

En cada ciclo se renovó el agua de la fase alimentación y receptora. La estabilidad de la PIM se midió por la pérdida de peso en cada ciclo. El líquido iónico inmovilizado en la membrana fue de 93,4 mg. La pérdida de peso después del primer ciclo fue de 10%. Después del primer ciclo, la pérdida de peso fue insignificante en los siguientes 3 ciclos. En el caso de membranas líquidas soportadas (SLMs) basadas en el líquido iónico 1-butil-3metilimidazolio bis(trifluorometanosulfonimida), [bmim+][NTf2-] inmovilizado en una membrana de Nylon®, la pérdida de líquido iónico fueron cercanas al 100%. Este hecho demuestra que las membranas de inclusión poliméricas representan una excelente metodología para estabilizar membranas basadas en líquidos iónicos a medios altamente polares. In each cycle the water of the feeding and receiving phase was renewed. The stability of the PIM was measured by weight loss in each cycle. The ionic liquid immobilized on the membrane was 93.4 mg. The weight loss after the first cycle was 10%. After the first cycle, the weight loss was negligible in the next 3 cycles. In the case of supported liquid membranes (SLMs) based on the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonimide), [bmim +] [NTf2-] immobilized on a Nylon® membrane, the loss of ionic liquid was close to 100% . This fact demonstrates that polymeric inclusion membranes represent an excellent methodology for stabilizing membranes based on ionic liquids to highly polar media.

Los líquidos iónicos de la presente invención se pueden preparar por cualquiera de los métodos de preparación descritos en la bibliografía científica, tales como metátesis con una sal de haluro y mediante reacciones de neutralización ácido-base. The ionic liquids of the present invention can be prepared by any of the preparation methods described in the scientific literature, such as metathesis with a halide salt and by acid-base neutralization reactions.

Los ejemplos demostraron que las membranas de la presente invención fueron más estables frente a los medios acuosos que las membranas líquidas soportadas convencionales basadas en líquidos iónicos (SILMs) preparadas por absorción del líquido iónico en un polímero orgánico poroso, como por ejemplo Nylon®. Por ejemplo, cabe destacar que el líquido iónico absorbido en una membrana de Nylon® se perdió casi por completo cuando se absorbieron líquidos iónicos como hexafluorofosfato de 1-butil-3metilimidazolio, [bmim+][PF6-], y 1-butil-3 metilimidazolio-bis (trifluorometanosulfonimida), [bmim+][NTf2-], después de la inmersión durante una semana de la SILM en medio acuoso, mientras que se observó sólo un 10% de pérdidas de los mismos líquidos iónicos cuando se inmovilizó en forma de PIM mediante la técnica de “casting”. Cabe destacar que la utilización de métodos de “casting” permitieron también la inmovilización de una mayor cantidad de líquido iónico (50mg/cm2) respecto a la inmovilización por absorción en un material poroso de Nylon® (18mg/cm2), lo que podría mejorar la conductividad protónica y la selectividad de las membranas resultantes para su aplicación como PEMs en MFC y en operaciones de separación. Además, estas membranas no presentaron problemas de ensuciamiento y, por lo tanto, se pueden considerar como membranas “antifouling”. The examples demonstrated that the membranes of the present invention were more stable against aqueous media than conventional supported liquid membranes based on ionic liquids (SILMs) prepared by absorption of the ionic liquid in a porous organic polymer, such as Nylon®. For example, it should be noted that the ionic liquid absorbed in a Nylon® membrane was almost completely lost when ionic liquids such as 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, [bmim +] [PF6-], and 1-butyl-3-methylimidazolium were absorbed -bis (trifluoromethanesulfonimide), [bmim +] [NTf2-], after a week immersion of the SILM in aqueous medium, while only 10% losses of the same ionic liquids were observed when immobilized as PIM by the technique of "casting". It should be noted that the use of "casting" methods also allowed the immobilization of a greater amount of ionic liquid (50mg / cm2) with respect to immobilization by absorption in a porous Nylon® material (18mg / cm2), which could improve the proton conductivity and selectivity of the resulting membranes for application as PEMs in MFC and in separation operations. In addition, these membranes did not present fouling problems and, therefore, can be considered as "antifouling" membranes.

Claims (5)

REIVINDICACIONES 1. Membrana polimérica de inclusión que comprende al menos un polímero base, un agente de extracción y una agente plastificante caracterizada por que el agente de extracción y el agente plastificante es un líquido iónico seleccionado de entre las fórmulas generales 1-VIII: 1. Polymeric inclusion membrane comprising at least one base polymer, an extracting agent and a plasticizing agent characterized in that the extracting agent and the plasticizing agent is an ionic liquid selected from the general formulas 1-VIII: 5 (1) (11) 5 (1) (11) R1 R1 eHR1 R1 eH \1 3  \ 1 3 X-TIFOR YOU imagen1X-TI /+y image 1 X-TI / + y §2YR2 )-B R2 R3 §2YR2) -B R2 R3 R3 R3 nn n n (111) (111) R1 I R2 R1 I R2 imagen2X-fi A-B image2 X-fi AB 11 eleven 10 (IV) (V) 10 (IV) (V) R1 R1 R1 I eH3 R1 I eH3 7 \/ 7 X-TI X-TI7 \ / 7 X-TI X-TI /NKR (XR  / NKR (XR 1818 u, u,  u, u, W R8 W R8 W R8 W R8 n n n n (VI) (VII) (VIII) (VI) (VII) (VIII) R10 Rll R10 Rll R10 Rll R10 Rll R10 Rll R10 Rll '\.+/ X-n '\.+/ '\. + / X-n' \. + / X-n ""+/ X-nX-n "" + / X-n SS /N" /p'\. / N "/ p '\. R12 R13 R12 R13 R12 R13 RI 12 R12 R13 RI 12 n n n n donde: 15 A es seleccionado de entre -N-o C(R4), where: 15 A is selected from -N-o C (R4), 14 14 B es seleccionado de entre -0-, S, o N(R5), B is selected from -0-, S, or N (R5), u, V, W son seleccionados de entre -N-o C(R10), donde U y V no son -Nsimultáneamente, u, V, W are selected from -N-o C (R10), where U and V are not -Nsimultaneously, Z es seleccionado de entre -0-o N(R12), Z is selected from -0- or N (R12), 5 X es un anión, 5 X is an anion, n es un número entero de 1 a 4, n is an integer from 1 to 4, R1_R 16 son iguales o diferentes y es seleccionado de entre hidrógeno, un grupo alquilo C1-C18, alquenilo C2-C18, alquinilo C2-C18, alquilo C1-C18 sustituido, alquenilo C1-C18 sustituido, alquinilo C1-C18 sustituido, cicloalquilo C3-C8, cicloalquenilo C3-C8, arilo, arilo R1_R 16 are the same or different and is selected from hydrogen, a group C1-C18 alkyl, C2-C18 alkenyl, C2-C18 alkynyl, substituted C1-C18 alkyl, substituted C1-C18 alkenyl, substituted C1-C18 alkynyl, C3 cycloalkyl -C8, C3-C8 cycloalkenyl, aryl, aryl 10 sustituído, aril (alquilo C1-C4) o arilo (alquilo C1-C4) sustituido. 10 substituted, aryl (C1-C4 alkyl) or aryl (C1-C4 alkyl) substituted. 2. Membrana según la reivindicación 1 donde X es seleccionado de entre los aniones: hidróxido, cloruro, bromuro, yoduro, borato, tetrafluoroborato, cuprato, Cu(I)CI2, anión fosfato, hexafluorofosfato, hexafluoroantimoniato, perclorato, nitrato, sulfato, carboxilato, sulfonato, sulfoimida, fosfato, alquilcarbonato, dicianamida, tiocianato o tricianometanida. 2. Membrane according to claim 1 wherein X is selected from the anions: hydroxide, chloride, bromide, iodide, borate, tetrafluoroborate, cuprate, Cu (I) CI2, phosphate anion, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, perchlorate, nitrate, sulfate, carboxylate , sulphonate, sulfoimide, phosphate, alkyl carbonate, dicianamide, thiocyanate or tricianomethane. 15 3. Membrana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el polímero base es un polímero orgánico. 3. Membrane according to any of the preceding claims, wherein the base polymer is an organic polymer.
4. Four.
Uso de una membrana polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en pilas de combustibles microbianas. Use of a polymeric membrane according to any of claims 1-3 in microbial fuel cells.
5. 5.
Uso de una membrana polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, para la separación selectiva de mezclas de ácidos orgánicos, alcoholes y ésteres. Use of a polymeric membrane according to any of claims 1-3, for the selective separation of mixtures of organic acids, alcohols and esters.
6. 6.
Uso de una membrana polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, como matriz de inmovilización de productos químicos, bioquímicos y/o biológicos. Use of a polymeric membrane according to any of claims 1-3, as an immobilization matrix of chemical, biochemical and / or biological products.
imagen3image3 15 fifteen
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