МОКС представляет собой микропористый адсорбент с прецизионной пористой структурой и узким распределением пор по размерам. Оптимизация технологических процессов и понижение температуры синтеза позволили сократить энергозатраты при его производстве. Размер пор оптимален для адсорбции углекислого газа, поэтому МОКС на основе лантана может быть использован для очистки технических газов.
Фото: Металло-каркасный адсорбент на основе лантана, разработанный учеными лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН«Для промышленной очистки технических газов, которые образуются, например, при сжигании топлива, — рассказал один из авторов работы, аспирант лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН Александр Гринченко, — выдающихся адсорбционных характеристик недостаточно. Металлорганическая каркасная структура должна обладать высокой температурной стабильностью и механической и циклической устойчивостью при сорбции - десорбции».
Синтезированная МОКС имеет удельную поверхность от 700 до 850 кв.м/г. Радиус микропор — 0.35-0.4 нм, что соизмеримо с размером молекулы углекислого газа. Эксперименты показали, что микропористая структура сохраняется до температуры 500 градусов. Металлорганические каркасные структуры — это класс микропористых адсорбентов, структура которых формируется ионами металлов, координированных (соединенных) полиорганическими лигандами. Они имеют регулярную структуру, что обеспечивает узкое распределение пор по размерам.
«Существует огромное разнообразие и органических лигандов, и катионов металлов, — объяснил Александр Гринченко. — Подбирая пары «металл-лиганд» и варьируя условия синтеза, которые сильно влияют на итоговую микропористую структуру, можно синтезировать адсорбенты с самыми многообещающими свойствами для решения конкретной промышленной задачи».
В лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН также недавно был запатентован МОКС-адсорбент на основе иттрия с повышенными адсорбционными свойствами по водороду.
«При синтезе углеродных адсорбентов не удается добиться такого узкого распределения пор по размерам, как у металлорганических структур. Поэтому для молекулярных сит, предназначенных для того, чтобы «отсеять» молекулы определенного газа, МОКС-адсорбенты оказываются очень эффективными. Они могут найти применение в зеленой энергетике для аккумулирования газов, разделения газовых смесей, детектирования химических соединений в адсорбционных сенсорах», — подвел итог Александр Гринченко.
Материал подготовлен: Ольга Макарова / Пресс-служба ИФХЭ РАН
В других источниках:
Naked Science. Новости 16/06/2023
Научно-деловой портал «Атомная энергия 2.0». Новости 19/06/2023