Los marcos organometálicos MOF son materiales prometedores para la separación de gases de bajo costo y menos intensivo en energía, incluso en presencia de impurezas como el agua.
Los análisis experimentales del rendimiento de los marcos organometálicos MOF para la separación de propano y propeno en condiciones reales revelaron que la teoría más comúnmente utilizada para predecir la selectividad no produce estimaciones precisas, y también que el agua comola impureza no tiene un efecto perjudicial en el rendimiento del material.
Los hidrocarburos de cadena corta se producen en mezclas después del tratamiento del petróleo crudo en las refinerías y deben separarse para ser de utilidad industrial. Por ejemplo, el propano se usa como combustible y el propeno como materia prima para la síntesis química, como la producciónSin embargo, el proceso de separación generalmente requiere altas temperaturas y presiones, y además la eliminación de otras impurezas como el agua hace que el proceso sea costoso y consume mucha energía.
La estructura del MOF estudiado ofrece una alternativa de separación de larga duración, adaptable y lo más importante eficiente en condiciones ambientales. Se basan en el hecho de que las moléculas insaturadas como el propeno pueden formar complejos con los átomos metálicos expuestos del material, mientras que los saturadoscomo el propano no lo hacen. Si bien la investigación se ha centrado en el desarrollo de diferentes estructuras organometálicas para diferentes procesos de separación, la viabilidad de usar estos materiales en aplicaciones a escala industrial generalmente solo se mide confiando en una teoría que hace muchas suposiciones idealizadoras sobretanto el material como la pureza de los gases. Por lo tanto, no ha quedado claro si estas predicciones se mantienen en condiciones más complicadas pero también más realistas.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Hokkaido en torno al profesor Shin-ichiro Noro en colaboración con el grupo del profesor Roland A. Fischer en la Universidad Técnica de Múnich realizó una serie de mediciones sobre el rendimiento de un MOF prototípico para determinar la selectividad del material en el mundo real,tanto para estructuras completamente secas como preexpuestas al agua.
Sus resultados publicados recientemente en Materiales aplicados e interfaces ACS demuestre que las selectividades previstas del material son demasiado altas en comparación con los resultados del mundo real. También demostró que el agua no disminuye drásticamente la selectividad, aunque sí reduce la capacidad del material para adsorber gas. El equipo luego realizó un análisis cuántico.cálculos químicos para comprender por qué y se dieron cuenta de que las moléculas de agua mismas ofrecen nuevos sitios de unión a los hidrocarburos insaturados, como el propeno pero no el propano, reteniendo así la funcionalidad del material.
Los investigadores afirman: "Mostramos el poder de los experimentos de adsorción de componentes múltiples para analizar la viabilidad de usar un sistema MOF". Por lo tanto, quieren crear conciencia sobre las deficiencias de las teorías de uso común y motivar a otros grupos a usar también una combinaciónde diferentes medidas del mundo real.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :