Nieuws

MOF wordt smeerbaar

Metal-organic frameworks (MOF’s) zijn veel makkelijker op industriële schaal toe te passen wanneer je ze dispergeert in een oplosmiddel. Hoe dat moet, laten Jorge Gascon en collega’s van de King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) zien in Nature Materials.

Zo’n MOF bestaat uit poreuze nanokristalletjes en de dispersie werkt als ‛poreuze vloeistof’. Je kiest een oplosmiddel waarvan de moleculen niet passen in de poriën. Die blijven dus beschikbaar voor adsorptie van kleinere moleculen, bijvoorbeeld uit een gasmengsel. Blijft de soortelijke massa van het MOF beneden die van het oplosmiddel, dan zakken de kristalletjes niet naar de bodem en is de dispersie stabiel.

Als oplosmiddel kun je denken aan cyclohexaan, cyclo-octaan of 1,3,5-trimethylbenzeen (mesityleen). En Gascon en collega’s hebben nu een modificatie bedacht waardoor MOF-kristalletjes (type ZIF-67) zich daar daadwerkelijk in laten dispergeren. Ze vervingen de 2-imidazoolgroepen op de buitenkant deels door N-heterocyclische carbenen: 1,3-bis(2,4,6-trimethylfenyl)imidazool-2-ylideen (IMes, plaatje linksboven) of 1,3-bis(2,4,6-diisopropylfenyl)imidazool-2-ylideen (IDip). Daartoe losten ze zo’n carbeen op in mesityleen, deden er ZIF-67-kristallen bij en bleven net zo lang roeren totdat die op eigen kracht in het oplosmiddel bleven zweven.

Met zo’n poreuze vloeistof kun je een scheidingskolom vullen waar een gasmengsel doorheen borrelt. Het is al gelukt om zo methaan te ontdoen van propeen. Maar je kunt er ook een kunststof membraan mee impregneren, dat dan dient als drager voor het MOF waarvan de poriën vele malen kleiner zijn. Zulke combinaties zijn vaker gerealiseerd. Maar Gascon en collega’s claimen dat ze de MOF-concentratie hoger kunnen opvoeren zonder dat het membraan te bros wordt. Bovendien lijkt het proces gemakkelijk op te schalen.

De publicatie suggereert dat ze toe werken naar de scheiding van propaan en propeen, iets waar de olie-industrie erg blij mee zou zijn. De huidige proefmembranen zijn daar nog niet goed genoeg voor, maar stukken beter dan alles wat eerder is gepresenteerd.

Knebel, A. et al. (2020) Nat. Mater.

Agenda
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!