Separación de hidrocarburos aromáticos en materiales porosos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• Las separaciones térmicas industriales aumentan significativamente las emisiones de dióxido de carbono.
• Los materiales porosos como las estructuras orgánicas metálicas (MOF) ofrecen potencial para separaciones químicas no térmicas.
• Los MOF pueden reducir las emisiones mediante la adsorción física selectiva de las especies objetivo.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar nuevos MOF basados en canales, NU-2000 y NU-2001.
• Lograr la separación de los isómeros de xileno de importancia industrial en condiciones ambientales.
• Demostrar un principio de diseño para un control preciso del tamaño de los poros de los MOF.

Principales métodos:

• Síntesis de NU-2000 y NU-2001 utilizando enlaces tridimensionales (3D).
• Utilizando las diferencias sub-Ångstrom en el tamaño de los isómeros de xileno para la separación.
• Aprovechando la estabilidad estructural de los enlaces 3D para mantener la apertura de los poros.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de los MOF NU-2000 y NU-2001.
• Separación demostrada de los isómeros de xileno en función del tamaño.
• Mostró un control preciso sobre el tamaño y la apertura de los poros MOF independientemente de la orientación del enlazador.

Conclusiones:

• El aumento de la dimensionalidad del enlace de 2D a 3D proporciona un control preciso de las dimensiones de los poros de MOF.
• Este principio de diseño es ampliamente aplicable para la creación de MOF para separaciones selectivas.
• Los MOF desarrollados ofrecen una vía para reducir las emisiones de los procesos de separación industrial.