En sej kemisk adskillelsesteknologi

Gas- og væskeadskillelsesprocesser i den kemiske industri kunne gøres mere effektive og miljøvenlige ved hjælp af stoffer, der kaldes iboende porøse materialer (IPM'er). KAUST -forskere gennemgår udsigterne for IPM'er i tidsskriftet Regnskaber for kemisk forskning .

Niveen Khashab og hendes team er i øjeblikket stærkt involveret i IPM -forskning. "Vi fokuserer på at lave materialer, der vil have indflydelse på den kemiske og petrokemiske industri i Saudi -Arabien og verden, "siger Niveen Khashab, den tilsvarende forfatter til anmeldelsen.

IPM-materialer kan adskille gasser og væsker uden at bruge traditionelle høje temperaturmetoder som varmedrevet destillation.

"Gennem gennemgangen, vi identificerede nogle IPM'er med imponerende ydeevne, "siger Gengwu Zhang, en postdoc i Niveen Khashabs team. Han forklarer, at disse IPM'er, ligesom andre porøse materialer, der udvikles, kunne spare 70 til 90 procent af energiomkostningerne ved eksisterende teknologier, med deraf følgende miljøfordele.

En vigtig fordel ved IPM'er i forhold til mange andre porøse materialer er deres stabilitet og evne til at bevare deres porøse egenskaber i det faste stof, væske, gas eller løsningstilstande. De kan også let behandles og modificeres, når de er i opløsning, i modsætning til mange alternativer.

"De kan let forberedes i stor skala ved at bruge billige udgangsmaterialer, "siger Zhang, "Nogle af dem er endda kommercielt tilgængelige produkter."

IPM'er har forskellige kemiske strukturer, men de deler egenskaben ved at være gennemsyret med porer, der har størrelser og kemiske naturarter, der gør dem velegnede til adskillelse og rensning af forskellige molekyler. Strukturen af ​​porerne bestemmer, hvilke kemikalier de selektivt kan adsorbere, blokere eller lade passere igennem.

KAUST -forfatterne gennemgik forskningstilstanden i flere IPM'er, lige fra store individuelle molekyler med indre porer til gigantiske samlinger af molekyler, der holdes sammen af ​​svage multimolekylære interaktioner.

De mest lovende IPM'er identificeret i anmeldelsen omfatter kemikalierne cyclodextrin, cucurbiturils, søjler, trianglaminer og porøse organiske bure (POC'er). Disse er alle carbonbaserede eller "organiske" forbindelser. Cyclodextriner er ringlignende kulhydratstrukturer fremstillet af naturlig stivelse. De andre forbindelser er specialiserede produkter af syntetisk organisk kemi. Potentialet i disse materialer er blevet påvist ved deres ydeevne ved adskillelse af almindelige industrigasser og flydende derivater af den centrale industrielle kemiske benzen.

Khashab forklarer, at KAUST -teamet nu løser udfordringen med at opskalere deres eget arbejde med IPM'er, siger:"Vi har startet diskussioner med Aramco om en pilotplan for væskeseparationer, der skulle begynde i år."