science >> Wetenschap >  >> Chemie

Sproeidrogen om nieuwe materialen te produceren in industriële toepassingen

Schema van de verschillende materialen die met sproeidrogen kunnen worden verkregen. Krediet:ICN2

Sproeidrogen is een industriële techniek die gebaseerd is op de verneveling van een oplossing tot aërosoldruppels die op hun beurt worden verdampt om een ​​poeder (gedroogde deeltjes) te produceren. Deze techniek is bekend in de chemische, voedsel, en farmaceutische industrieën, waar het regelmatig wordt gebruikt.

Bij de eeuwwisseling, wetenschappers toonden aan dat sproeidrogen kan worden gebruikt om nieuwe materialen te ontwikkelen door elke aerosoldruppel als een beperkte microreactor te gebruiken. Voortbouwend op dat werk en opeenvolgende studies, de Supramoleculaire NanoChemistry and Materials Group aan de ICN2, onder leiding van ICREA Prof. Daniel Maspoch, heeft de reikwijdte van de chemie uitgebreid die toegankelijk is in aërosoldruppels, inclusief coördinatie en covalente chemie. Ze hebben ook aangetoond dat sproeidrogen een geschikte methode is om metaal-organische raamwerken (MOF's) en covalente organische raamwerken (COF's) te produceren, evenals composieten daarvan. Deze resultaten worden besproken in Rekeningen van chemisch onderzoek , in een artikel ook ondertekend door Javier Troyano, Ceren Hamur, Luis Garzon-Tovar, Arnau Carné-Sánchez en Inhar Imaz, allemaal van de ICN2-groep.

MOF's en COF's zijn zeer aantrekkelijke poreuze materialen vanwege hun brede scala aan toepassingen, zoals gasopslag, CO 2 vangst of medicijnafgifte. Composieten gemaakt van MOF's of COF's en andere materialen kunnen bogen op de sterke punten en de zwakke punten van elk onderdeel verminderen. Echter, om de acceptatie van deze materialen te vergemakkelijken, goede fabricagemethoden moeten bestaan. In tegenstelling tot conventionele methoden, sproeidrogen maakt snelle, continue en schaalbare productie van droge microsferische poeders in een enkele stap. In feite, als onderdeel van het project ProDIA, en in samenwerking met Prof. David Farrusseng, Axel'One, en het bedrijf MOFapps, de groep demonstreerde onlangs grootschalige sproeidroogproductie van de zogenaamde MOF's HKUST-1 en ZIF-8.

De auteurs verwachten dat sproeidrogen binnenkort nuttig zal zijn om andere soorten kristallijne poreuze materialen te synthetiseren. Hoe dan ook, ze suggereren ook dat MOF's, COF's, en hun gerelateerde composieten zullen verder onderzoek vereisen. Ze zijn optimistisch dat sproeidroogprocessen nog groener kunnen worden gemaakt, veiliger, goedkoper en beter geschikt voor proefschaal.