Dujų atskyrimas naudojant lanksčius molekulinius sietus, pagamintus iš metalinių organinių rėmų

Dinamiškas molekulinių sietų pobūdis ir lankstumas yra raktas norint suprasti jų našumą transportuojant mažas molekules. Kreditas: Liverpulio universitetas

Liverpulio universiteto ir Karaliaus Abdullah mokslo ir technologijos universiteto mokslininkai pranešė apie keletą įdomių atradimų apie metalines-organines sferas (MOFak), poringų medžiagų klasė, kuri gali būti naudinga daugeliui svarbių dujų atskyrimo procesų. Rezultatai pateikiami dviejuose tyrimuose.

Metalinė-organinė karkasas (MOF) yra gana nauja porėtų ir kristalinių medžiagų klasė, naudojama daugeliu atvejų.

Kai kurie MOF gali veikti kaip molekuliniai sietai, kad vienos rūšies dujų molekulės mišinyje galėtų praeiti, o kiti ją blokuoja. Pavyzdžiui, yra gerai žinoma, kad kai kurie MOF propileną skiria nuo propano, o tai yra svarbus procesas gaminant polipropileno plastiką ir reikalaujantis didelio grynumo propileno.

Pirmajame metais išleistame darbe Gamtos komunikacijos, tyrėjai parodė, kad skirtingai nei virtuvės sietas, šie trijų matmenų molekuliniai sietai gali pakeisti porų formą ir kad lankstumas yra būtinas šiam spektakliui.

Molekuliniai sietai

Didelio našumo, apskaičiuojant dujų transportavimo savybes tūkstančiuose poringų medžiagų, nustatomos medžiagos, parodančios energijos atskyrimo chemijos pramonėje galimybes. Kreditas: Liverpulio universitetas

Skaičiavimo modeliavimas, paremtas eksperimentinių rentgeno spindulių duomenimis, rodo, kad vienam iš šių didelio našumo MOF, vadinamiems KAUST-7, būdingi kokybiškai skirtingi MOF struktūriniai pokyčiai dėl propileno ir propano dujų molekulių buvimo ir dėl to stipresnė adsorbcija. ir greitesnis propileno transportavimas, taip iš esmės tiriant propano molekules.

Tačiau sunku nuspėti, kurie kitų tipų MOF turi tokį funkcinį lankstumą ir todėl galėtų būti naudingi tam tikram dujų pasiskirstymui, nes našumą eksperimentiškai kontroliuoja specifinė molekulinė sąveika, kurią sunku numatyti ar nustatyti.

Antrajame metais išleistame darbe Fizikinė chemija Cheminė fizika, mokslininkai sprendžia šį iššūkį.

Jie sukūrė skaičiavimo tvirtinimo metodą, lanksčiai įvertindami daugiau nei keturis tūkstančius anksčiau praneštų MOF, kai jie veikia kaip molekulinis sietas. Taikydami šį metodą, jie nustatė keturis pagrindinius MOF, rodančius potencialą atskirti propileną nuo propano; buvo žinoma, kad du iš jų veikia gerai, o kiti du dar nebuvo eksperimentiškai išbandyti šiai programai.

Chemijos profesorius dr. Matthewas Dyeris ir Leverhulme universiteto tyrimų centro funkcinių medžiagų projektavimo katedros narys sakė: „Pastaraisiais metais MOF sukėlė didelį susidomėjimą ir yra daug lūkesčių dėl techninių pritaikymų, ypač dėl lanksčių MOF.

„Mūsų tyrimas papildo mūsų žinias apie MOF, kodėl kai kurie sugeba veikti kaip sietai ir kurie rodo lankstumą.

“Taikydami skaičiavimo metodą, mes galime nustatyti lanksčius MOF ir šios išvados gali padaryti dujų valymo procesą efektyvesnį energiją vartojant. Tai svarbu gaminant aukštos kokybės plastiką, kuriam reikalingi gryni junginiai, paprastai gaunami iš šalutinių dujų produktų naftos chemijos procese.”

“Šie didelio našumo atrankos metodai gali būti taikomi daugeliui medžiagų, kurios gali būti skirtingai pritaikytos. Jie gali pakeisti medžiagų radimo būdą, kaip spręsti technologines problemas.”

Nuorodos:

„Diferencinis padėties nustatymas pagal šeimininko dinamiką pagerina propileno / propano atskyrimą metalo-organiniame karkase“ Dmytro Antypovas, Aleksandras Škurenko, Prashantas M. Bhattas, Youssefas Belmabkhoutas, Karimas Adilas, Amandine Cadiau, Michailas Suyetinas, Mohamedas Eddaoudi, Matthew J. Rosseinsky Dyer, 2020 m. Lapkričio 30 d. Gamtos komunikacijos.
DOI: 10.1038 / s41467-020-19207-9

Yohanes Pramudy, Satyanarayana Bonakala, Dmytro Antypov, Prashant M. Bhatt, Aleksander Shkurenko, Mohamed Eddaoudi, Matthew J. Rosseinsky ir Matthew S. Dyer „Aukšto našumo metalo ekranavimas – organinės propetiškos ir propinės kinetikos struktūros“ 2020 m. Spalio mėn, Fizikinė chemija Cheminė fizika.
DOI: 10.1039 / D0CP03790G

Funkcinių medžiagų projektavimo centras „Leverhulme“ yra tarpdisciplininis tyrimų centras, kurio tikslas – perprasti naujų medžiagų dizainą. Tai sujungia chemines žinias su pažangiausiais kompiuteriais, kad būtų sukurtas naujas požiūris į funkcinių medžiagų projektavimą atominiu mastu.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Saulės energijos veiklos nepastovumą galėtų kompensuoti Žemės planetos magnetinis laukas

2015 m. Gegužės mėn. Saulė per penkias dienas suvaidino maždaug tuziną aktyvių zonų. Ryškios spalvos pluoštai, sklindantys iš šių aktyvių regionų, yra dalelės,...

Didžiausias Australijos dinozauras – Pietų Titanas – ką tik buvo įrašytas į rekordą!

Australotitan cooperensis, „Pietų Titanas arba Cooperis“. Autorius: Vladas Konstantinovas, Scottas Hocknullas © Eromangos gamtos istorijos muziejus Kiek aukšta yra krepšinio aikštelė, aukštesnė už b-dublius...

Žmonių nulemta klimato kaita yra tik pusė Antarkties kriliaus paveikslo

Antarkties krilasi, Euphausia superba. Autorius: Uwe Kils / Wikipedia Apskaičiuota, kad šiame amžiuje krilių populiacija buveinių centre Antarktidoje sumažėjo apie 30% dėl plačiai paplitusio...

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Newsletter

Subscribe to stay updated.