Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Sprøjtetørring til fremstilling af nye materialer i industrielle applikationer

Diagram over de forskellige materialer, der kan fås ved spraytørring. Kredit:ICN2

Spraytørring er en industriel teknik baseret på forstøvning af en opløsning til aerosoldråber, der igen fordampes for at producere et pulver (tørrede partikler). Denne teknik er velkendt inden for kemikalier, mad, og medicinalindustrien, hvor det rutinemæssigt bruges.

Ved århundredeskiftet, forskere viste, at spraytørring kunne bruges til at konstruere nye materialer ved at bruge hver aerosoldråbe som en lukket mikroreaktor. Bygger på det arbejde og successive undersøgelser, gruppen Supramolecular NanoChemistry and Materials på ICN2, ledet af ICREA Prof. Daniel Maspoch, har udvidet omfanget af kemi, der er tilgængeligt i aerosoldråber, herunder koordination og kovalent kemi. De har også vist, at spraytørring er en egnet metode til fremstilling af metal-organiske rammer (MOF'er) og kovalente organiske rammer (COF'er), samt kompositter deraf. Disse resultater diskuteres i Regnskaber for kemisk forskning , i en artikel, der også er underskrevet af Javier Troyano, Ceren Çamur, Luis Garzón-Tovar, Arnau Carné-Sánchez og Inhar Imaz, alle fra ICN2 -gruppen.

MOF'er og COF'er er meget attraktive porøse materialer på grund af deres brede anvendelsesområde, såsom gaslagring, CO 2 indfangning eller levering af lægemidler. Kompositter fremstillet af MOF'er eller COF'er og andre materialer kan prale af styrkerne og afbøde svaghederne ved hver komponent. Imidlertid, for at lette vedtagelsen af ​​disse materialer, korrekte fremstillingsmetoder skal eksistere. I modsætning til konventionelle metoder, spraytørring muliggør hurtig, kontinuerlig og skalerbar produktion af tørre mikrosfæriske pulvere i et enkelt trin. Faktisk, som en del af projektet ProDIA, og i samarbejde med prof. David Farrusseng, Axel'One, og virksomheden MOFapps, gruppen demonstrerede for nylig storstilet sprøjtetørring af de såkaldte MOF'er HKUST-1 og ZIF-8.

Forfatterne forventer, at spraytørring snart vil være nyttig til at syntetisere andre typer krystallinske porøse materialer. Alligevel, de foreslår også, at MOF'er, COF'er, og deres beslægtede kompositter vil kræve yderligere undersøgelse. De er optimistiske med, at spraytørringsprocesser stadig kan gøres grønnere, sikrere, billigere og mere egnet til pilotskala.


Varme artikler