science >> Wetenschap >  >> Chemie

Verbeterde stabiliteit in de aanwezigheid van water kan de uitstoot van broeikasgassen in de schoorsteen helpen verminderen

y combineren van verschillende metaalatomen (bijvoorbeeld zink, Zn, of koper, Cu) met de moleculaire polymeerketens (of liganden), wetenschappers kunnen de resulterende structuur controleren. Door de structuur te beheersen, wetenschappers kunnen een structuur ontwerpen die gemengde gassen kan scheiden (bijvoorbeeld koolstofdioxide vast te houden en geen stikstof). Krediet:Prof. Seth Cohen, Universiteit van Californië, San Diego

Hitte en vochtigheid kunnen materialen beschadigen. De omstandigheden in schoorstenen beschadigen vaak materialen die koolstofdioxide kunnen verwijderen. Dit geldt met name voor metaal-organische raamwerken (MOF's), die koolstofdioxide verwijderen onder mildere omstandigheden. Voor het opruimen van de afvalgassen die vrijkomen bij industriële processen en bij het maken van energie, wetenschappers creëerden een nieuw hybride materiaal. Ze combineerden polymeren met metaalionen om een ​​open, sponsachtig materiaal. Het resultaat, aangeduid als een polyMOF, is stabieler dan traditionele MOF's. Het heeft ook een affiniteit voor sommige gassen, inclusief kooldioxide.

polyMOF's openen een nieuwe weg naar het maken van waterbestendige materialen die industriële rookgassen scheiden. Binnen schoorstenen, hitte en vocht maken het moeilijk om kooldioxide te verwijderen. PolyMOF's werken goed in zulke moeilijke omstandigheden.

Onderzoekers ontwikkelden een nieuwe klasse van poreuze materialen die het potentieel hebben om de beste eigenschappen van anorganische vaste stoffen te combineren met flexibele, verwerkbare polymeren. Deze materialen worden polyMOF's genoemd (voor polymeer + metaal-organische raamwerken). Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Florida, ontdekte dat bepaalde polymeren kunnen worden overgehaald om poreuze, 3D vaste stoffen. Het nieuwe materiaal is analoog aan traditionele metaal-organische raamwerken die worden gevormd met kleine molecuul-linkers die zijn gecoördineerd met metaalatomen.

Aanvullende onderzoeken, uitgevoerd met onderzoekers van het Amerikaanse leger, ontdekte dat deze polyMOF's vrij stabiel zijn onder omgevingsomstandigheden (bijvoorbeeld vochtigheid). Traditionele metaal-organische raamwerken zijn vaak niet stabiel onder dergelijke omstandigheden. De resultaten tonen aan dat deze nieuwe polyMOF-materialen de tekortkomingen van traditionele MOF-materialen kunnen overwinnen.

PolyMOF's kunnen mogelijk dienen als materialen voor de scheiding van kooldioxide van andere gassen, zoals methaan en stikstof. Dus, deze nieuwe materialen zouden kunnen helpen bij het oplossen van belangrijke problemen in de energietechnologiesector, zoals het opvangen en vastleggen van kooldioxide.