MOF'er giver en bedre måde at fjerne vand fra gas

Et gennembrud i frembringelsen af ​​vandstabile metal-organiske rammer gør det muligt effektivt at fjerne vand fra gasser.

Den konventionelle opfattelse, at metal-organiske rammer (MOF'er) ikke kan være stabile i vand, er blevet væltet ved udviklingen af ​​en MOF, der selektivt og effektivt kan adsorbere vand til tørre gasstrømme.

"Opnåelsen af ​​energieffektiv dehydrering med vores MOF er revolutionerende, "sagde professor Mohamed Eddaoudi, Direktør for Advanced Membranes and Porous Materials (AMPM) ved KAUST Division of Physical Science and Engineering.

Gasser, såsom naturgas, skal dehydreres før transport og brug for at undgå problemer, herunder rørledningskorrosion og blokeringer på grund af dannelse af metan. Konventionelle tørremidler kræver en energikrævende regenereringscyklus.

Den nye fluorerede MOF udviklet af KAUST -teamet opnår tørre- og regenereringscyklussen ved relativt lave temperaturer og kræver omkring halvdelen af ​​energitilførslen fra konventionelle procedurer. Denne dramatiske reduktion i energiforbruget fremhæver det åbenlyse potentiale for opskalering af innovationen for at bringe enorme effektivitetsbesparelser i gasproduktion og transportindustrien.

MOF'er er hybrid organisk-uorganiske materialer, der indeholder metalioner eller klynger, der holdes på plads af organiske molekyler kendt som linkere. Forskellige metalkomponenter og organiske linkere gør det muligt for forskere at finjustere strukturen og de kemiske egenskaber ved MOF'er. Et stort formål med denne finjustering er at skabe MOF'er med hulrum, der selektivt vil binde til og fastholde specifikke molekyler, f.eks. vandet, der skal fjernes fra en gasstrøm.

"I første omgang, vores mål var at tilpasse vores nyligt introducerede fluorholdige MOF'er, at inkludere et periodisk udvalg af åbne metalsteder og fluorcentre i det kontraherede poresystem, at opnå forskellige nøgleseparationer, "sagde Eddaoudi. Denne efterforskning førte til opdagelsen af ​​en vandstabil MOF-nu mærket KAUST-8-med unikke vandadsorptionsegenskaber og fremragende genanvendelige dehydreringsevner. Betydeligt, KAUST-8 fjerner kuldioxid sammen med vand, hvilket er et almindeligt krav i industriel gasbehandling.

"Jeg er ikke i tvivl om, at denne opdagelse vil inspirere forskere i den akademiske verden og industrien til at udforske MOF'er til at løse andre udfordringer, "sagde Eddaoudi. KAUST -teamet ser, at yderligere muligheder kan omfatte fjernelse af vand fra væsker, såsom blæk og opløsningsmidler, der bruges i elektronikindustrien.