Marco orgánico metálico de tipo Hofmann, robusto y resistente a la radiación para la separación de xenón y criptón

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencia de la separación

Sus antecedentes:

• Separar el xenón (Xe) del criptón (Kr) es un desafío debido a sus propiedades físicas similares.
• Los adsorbentes de alto rendimiento son cruciales para la separación eficiente de gases industriales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos adsorbentes para la separación altamente eficiente de Xe/Kr.
• Investigar las propiedades de adsorción de las nuevas estructuras metalorgánicas (MOF).

Principales métodos:

• Síntesis de dos MOF de tipo Hofmann: Co ((pyz) [Ni ((CN) 4 (ZJU-74a-Ni) y Co ((pyz) [Pd ((CN) 4 (ZJU-74a-Pd)).
• Caracterización mediante difracción de rayos X de un solo cristal.
• Mediciones de adsorción y selectividad del gas en condiciones ambientales.
• Experimentos innovadores para las mezclas de gas Xe/Kr.

Principales resultados:

• ZJU-74a-Ni y ZJU-74a-Pd muestran capacidades de absorción de Xe (89,3 y 98,4 cm3) y selectividades de Xe/Kr (74,1 y 103,4).
• Los sitios únicos de unión "sandwich" dentro de ZJU-74a-Ni mejoran la afinidad de Xe.
• ZJU-74a-Pd demostró una alta absorción de Xe (4,63 mmol cm-3) y una productividad de Kr (214 cm3 g-1) en las pruebas de avance.
• Ambos MOF son robustos y resistentes a las radiaciones.

Conclusiones:

• Los MOF desarrollados representan materiales de última generación para la separación Xe/Kr.
• La estructura única de los poros y las interacciones en el sitio del metal son clave para el alto rendimiento.
• Estos materiales son muy prometedores para aplicaciones industriales en la separación de gases nobles.