Wetenschappers hebben moleculaire kooien in een polymeer gemaakt om schadelijke zwaveldioxidevervuiling op te vangen om het om te zetten in bruikbare verbindingen en afval en emissies te verminderen.

Een uniek nieuw materiaal, ontwikkeld door een internationale samenwerking van wetenschappers, heeft bewezen dat het kan helpen de uitstoot van zwaveldioxide (SO2) in het milieu te verminderen door de moleculen selectief op te vangen in minutieus ontworpen kooien. Het opgevangen giftige gas kan vervolgens veilig worden vrijgegeven voor omzetting in bruikbare industriële producten en processen.

Ongeveer 87% van de uitstoot van zwaveldioxide is het gevolg van menselijke activiteiten, meestal geproduceerd door elektriciteitscentrales, andere industriële installaties, treinen, schepen, en zwaar materieel, en kan schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid en het milieu. Het internationale team ontwikkelde poreuze, kooi-achtig, stabiele koperbevattende moleculen die bekend staan ​​als moleculaire organische raamwerken (MOF's) die zijn ontworpen om zwaveldioxide (SO2) -gas efficiënter te scheiden van andere gassen dan bestaande systemen.

Professor Martin Schröder, Vice-voorzitter en decaan van de Faculteit Wetenschappen en Techniek aan de Universiteit van Manchester, en Dr. Sihai Yang, een hoofddocent in de afdeling Scheikunde aan de Universiteit van Manchester, leidde een internationaal onderzoeksteam uit het VK en de VS over dit werk.

De onderzoekers stelden de MOF's bloot aan gesimuleerde uitlaatgassen en ontdekten dat ze SO2 efficiënt afscheidden van het gasmengsel bij verhoogde temperaturen, zelfs in aanwezigheid van water.

Het onderzoek, geleid door de Universiteit van Manchester en gepubliceerd in tijdschrift Natuurmaterialen , toonde een enorme verbetering in efficiëntie in vergelijking met de huidige SO2-afvangsystemen, die veel vast en vloeibaar afval kan produceren en slechts tot 95 procent van het giftige gas kan verwijderen, onderzoekers opgemerkt.

Het uitvoeren van state-of-the-art structurele, dynamische en modelleringsstudies bij internationale faciliteiten zoals ISIS en de Diamond Light Source om neutronen- en röntgenverstrooiingsexperimenten uit te voeren, en de Advanced Light Source in Berkeley U.S. om eenkristaldiffractiewerk uit te voeren, ze hebben nauwkeurige metingen van SO2 binnen MOF's op moleculair niveau kunnen bepalen.

Hoofdauteur van de onderzoekspaper Gemma Smith zei dat het nieuwe materiaal een hogere SO2 adsorptie vertoont dan enig ander tot nu toe bekend poreus materiaal. Dit werk is ongekend aangezien het nieuwe materiaal opmerkelijk stabiel is bij blootstelling aan SO2, zelfs in de aanwezigheid van water, en de adsorptie is volledig omkeerbaar bij kamertemperatuur.

"Van ons materiaal is aangetoond dat het extreem stabiel is tegen corrosieve SO2 en het effectief kan scheiden van vochtige afvalgasstromen. Belangrijk is dat de regeneratiestap is zeer energiezuinig in vergelijking met die welke in andere onderzoeken zijn gerapporteerd; het opgevangen SO2 kan bij kamertemperatuur vrijkomen voor omzetting in bruikbare producten, terwijl het metaal-organische raamwerk voor veel meer scheidingscycli kan worden hergebruikt."