Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 451

С помощью синхротронного излучения получена структура уникального адсорбента

Ученые НИЦ "Курчатовский институт" создали сорбент с уникальными свойствами: он улавливает канцерогенный бензол из смеси с циклогексаном в 3 раза эффективнее, чем все известные до этого сорбенты этого класса.
Название изображения

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» в составе исследовательской группы получили материал с уникальными адсорбционными свойствами. Новый сорбент чрезвычайно эффективен для разделения смеси бензола и циклогексана, причем селективность[1] этого процесса гораздо выше, чем у других гибридных пористых материалов. Это свойство делает его перспективным для ряда промышленных процессов фармацевтической, лакокрасочной и полимерной индустрии. Результаты совместных исследований российских научных коллективов были опубликованы в высокорейтинговом журнале JACS.

1] Селективность – избирательность процесса (в данном случае, смесь разделяют с помощью сорбента, который избирательно взаимодействует с одним из компонентов)

 

 

Новый сорбент, полученный учеными, принадлежит к классу металлорганических каркасных структур, чаще именуемых МОКами. Их уникальность заключается в том, что, выбирая нужные органические и неорганические составляющие, можно получать гибридные структуры с различными размерами и геометрией пор, а также с управляемой химией поверхности. Таким образом, можно создавать материалы с заданными адсорбционными свойствами: нужная молекула будет избирательно «улавливаться» МОКом из-за идеального соответствия ее размеров размерам пор и фиксироваться за счет своего сродства к функциональным группам, присутствующим на поверхности.

Руководствуясь этими принципами, ученые синтезировали новый МОК на основе цинка и карбоновой кислоты. На оборудовании Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований были получены данные о кристаллической структуре материала.

После обнаружения у МОКа способности избирательно адсорбировать бензол ученые вновь использовали синхротрон, теперь уже для объяснения этого взаимодействия.

«Полученный сорбент демонстрирует высочайшую селективность разделения жидкой смеси бензол/циклогексан. Он способен адсорбировать 92 молекулы бензола на 1 молекулу циклогексана, тогда как до этого для координационных полимеров наилучшим был показатель в 32 молекулы бензола на 1 молекулу циклогексана, - пояснил инженер-исследователь Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований НИЦ «Курчатовский институт» Владимир Лазаренко. - Причина такой избирательности обусловлена структурными особенностями МОКа. С помощью синхротрона удалось идентифицировать участки внутренней поверхности материала, задействованные в процессе адсорбции бензола».

Справочно:

Металлорганические координационные полимеры, также именуемые металлорганическими каркасными структурами, представляют собой пористые материалы нового поколения с управляемыми структурными и физико-химическими свойствами. Сейчас они активно исследуются ввиду своего мощного потенциала в таких областях как катализ и водородная энергетика.

Циклогексан задействован в производстве ряда органических соединений, химических волокон, применяется в качестве растворителя лаков, красок, восков, эфирных масел, а также используется в фармацевтической промышленности. Ключевым этапом очистки циклогексана является его отделение от бензола – токсичного и канцерогенного вещества. В этой связи поиск материалов, способных эффективно разделить смесь этих углеводородов, очень актуален.

адсорбент бензол ниц "курчатовский институт" синхротрон циклогексан

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.