Ajuste sistemático y dramático del rendimiento de la absorción de gases en estructuras metálico-orgánicas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las estructuras metal-orgánicas heterometálicas (MOF) poseen un alto potencial para diversas estructuras y composiciones.
• Históricamente, los MOF heterometálicos han tenido un rendimiento inferior al de los MOF homometálicos en la captura de CO2.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos MOF heterometálicos con una mayor capacidad de absorción de CO2.
• Investigar la adaptabilidad de las propiedades de adsorción de estos nuevos materiales.

Principales métodos:

• Síntesis de una nueva serie de MOF heterometálicos, denominados CPM-200.
• Caracterización de la capacidad de absorción de CO2 y del calor isostérico de adsorción.
• Utilizando un proceso de cristalización cooperativa para la integración de iones metálicos diferentes.

Principales resultados:

• Las CPM-200 demuestran una capacidad de absorción de CO2 superior, que alcanza hasta 207,6 cm3) / g a 273 K y 1 bar.
• El calor isostérico de adsorción es ajustable, con CPM-200-V/Mg mostrando el valor más alto reportado para MOF con sitios de ácido de Lewis (-79,6 kJ/mol).
• Se integraron con éxito nuevas combinaciones de iones metálicos (por ejemplo, Mg / Ga, Mg / Fe, Mg / V, Mg / Sc) en materiales porosos cristalinos.

Conclusiones:

• Los efectos sinérgicos de los heterometálicos en CPM-200 conducen a la mayor absorción de CO2 entre los MOF heterometálicos conocidos.
• Estos materiales compiten con el rendimiento de los MOF homometales de mayor rendimiento para la captura de CO2.
• La cristalización cooperativa permite una integración sin precedentes de diversos iones metálicos, desbloqueando nuevas posibilidades de MOF.