Новости химической науки > Клетка для углекислого газа

Исследователи из Кореи разработали пористый материал, способный к эффективному и селективному связыванию CO₂. Они сообщают, что кристаллоподобная система содержит гибкие «колонны», которые могут открывать поры для углекислого газа.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 6865

Способность к поглощению углекислого газа и других молекул газообразных соединений наблюдается для многих пористых материалов. Тем не менее, селективная экстракция CO₂ при комнатной температуре из промышленных выбросов, содержащих помимо углекислого газа азот, метан и пары воды, представляет собой сложную техническую задачу.

Исследовательская группа получила пористую трехмерную структуру из координационных полимеров, в основу которых легли соединения никеля и органические строительные блоки. Первоначально строительные блоки организовывались в двумерные кристаллоподобные плоскости, которые, в свою очередь, накладывались друг на друга как стопки, удерживаемые «соединительными колоннами». Особенностью материала является то, что колонны достаточно гибки, поэтому соответствующие полости в структуре могут иметь различный размер и подстраиваться под форму входящей молекулы-гостя.

Симметричная молекула диоксида углерода характеризуется постоянным значением квадрупольного момента. Квадруполь CO₂ взаимодействует с трехмерной кристаллической решеткой, заставляя колонны открывать «ворота», и позволяя газу попадать в полости пористого материала. Для азота, водорода и метана, обладающих меньшими по величине квадрупольными моментами, поры остаются закрытыми. Возможность промышленного применения нового материала может быть связана также и с тем, что он термически стабилен вплоть до температуры 300 градусов Цельсия, инертен к воздуху и воде.

При понижении давлении поглощенный материалом углекислый газ может высвобождаться, таким образом новый материал может оказаться полезным и для тех промышленных процессах, в которых необходимо циклическое поглощение/испускание углекислого газа.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 6865; doi: 10.1002/anie.200902836

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров