Entorno de poros alifáticos confinados sintonizables en marcos orgánicos metálicos robustos para la separación...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El ajuste fino de las estructuras de poros del marco metálico-orgánico (MOF) es vital para la separación energéticamente eficiente de moléculas similares.
• El desarrollo de materiales avanzados para la separación de hidrocarburos y gases nobles es fundamental para el procesamiento de gas natural y el reprocesamiento de combustible nuclear.

Objetivo del estudio:

• Demostrar una nueva estrategia para el refinamiento de la estructura de poros cuasi tridimensional en MOF.
• Sintetizar y aplicar nuevos MOF (ZUL-C1 y ZUL-C2) para la separación de hidrocarburos C2-C3 de baja concentración y xenón de muy baja concentración.

Principales métodos:

• Se utilizaron ligandos sintonizables de policicloalcanos-dicarboxilato para controlar el tamaño y la forma de los poros de la MOF.
• Se han sintetizado dos nuevos MOFs hidrolíticamente estables, ZUL-C1 y ZUL-C2.
• Empleó difracción de rayos X y modelado computacional para validar modificaciones e interacciones estructurales.

Principales resultados:

• Se logró la contracción de poros sub-angstrom y el aumento de los sitios de alquilo mediante la expansión de las fracciones de policicloalcanos.
• Se han demostrado selectividades de registro de C2H6/CH4 y C3H8/CH4 con capacidad de referencia de C2H6 a baja presión.
• Capacidad de referencia Xe obtenida en concentraciones ultra diluidas y productividad de Kr registrada en la separación Xe/Kr.

Conclusiones:

• Los MOF desarrollados ofrecen una solución prometedora para las difíciles separaciones de hidrocarburos y xenón.
• La estrategia de refinamiento de la estructura porosa a través del diseño de ligandos proporciona una vía para el desarrollo de materiales avanzados en tecnologías de separación.