[ad_1]

تصویر

تصویر: ماهیت پویا و انعطاف پذیری غربالهای مولکولی برای درک کارایی آنها در انتقال نمای مولکولهای کوچک بسیار مهم است. بیشتر

اعتبار: دانشگاه لیورپول

محققان دانشگاه لیورپول و دانشگاه علم و صنعت کینگ عبدالله برخی از یافته های هیجان انگیز مربوط به قاب های فلزی – آلی (MOF) ، دسته ای از مواد متخلخل را گزارش کرده اند که می توانند از طیف گسترده ای از فرایندهای مهم جداسازی گاز بهره مند شوند. . یافته ها در دو مقاله علمی گزارش شده است.

قابهای فلزی – آلی (MOF) یک کلاس نسبتاً جدید از مواد متخلخل و متبلور با کاربردهای گسترده هستند.

برخی از MOF ها می توانند به عنوان غربال مولکولی عمل کنند و اجازه می دهند یک نوع مولکول گاز از مخلوط در حالی که بقیه را مسدود می کند ، عبور کند. به عنوان مثال ، برخی از MOF ها باعث آزاد شدن پروپیلن از پروپان می شوند ، فرایند مهمی در تولید پلاستیک های پلی پروپیلن که به پروپیلن با خلوص بالا نیاز دارند.

در اولین مقاله منتشر شده در ارتباطات طبیعت، محققان نشان دادند که ، بر خلاف غربال آشپزخانه ، این غربال های مولکولی سه بعدی می توانند شکل منافذ پوست را تغییر دهند و انعطاف پذیری آنها برای این عملکرد حیاتی است.

مدل سازی محاسباتی ، پشتیبانی شده توسط داده های اشعه ایکس تجربی ، نشان می دهد که برای چنین MOF بسیار کارآمد ، به نام KAUST-7 ، تغییرات ساختاری در MOF ناشی از حضور مولکول های پروپیلن و پروپان از نظر کیفی متفاوت است و منجر به جذب قوی تر و بیشتر می شود انتقال سریع پروپیلن ، بنابراین اساساً مولکول های پروپان را الک می کند.

با این حال ، پیش بینی انواع دیگر MOF از این انعطاف پذیری عملکردی دشوار است و بنابراین ممکن است برای جداسازی گاز داده شده خوب باشد ، زیرا بهره وری توسط فعل و انفعالات مولکولی خاصی کنترل می شود که پیش بینی یا شناسایی آنها به صورت تجربی دشوار است.

در مقاله دوم منتشر شده در شیمی فیزیک فیزیک شیمی، محققان روی این چالش متمرکز شده اند.

آنها یک رویکرد غربالگری محاسباتی برای ارزیابی بیش از چهار هزار MOF که قبلا گزارش شده بودند ، برای انعطاف پذیری هنگام عملکرد به عنوان غربال مولکولی ارزیابی کردند. با استفاده از این روش ، آنها چهار بهترین MOF را كه پتانسیل آزاد سازی پروپیلن از پروپان را نشان می دهند ، شناسایی كردند – شناخته شده است كه دو مورد از آنها نتایج خوبی دارند ، در حالی كه دو مورد دیگر هنوز به صورت آزمایشی برای این برنامه آزمایش نشده اند.

دکتر متیو دایر ، مدرس شیمی و بخشی از مرکز تحقیقات دانشگاه Leverhulme برای طراحی مواد کاربردی ، گفت: “MOF ها در سال های اخیر علاقه قابل توجهی ایجاد کرده اند و امید زیادی به کاربردهای فنی ، به ویژه برای MOF های انعطاف پذیر وجود دارد.

“تحقیقات ما به دانش ما در مورد MOF می افزاید ، چرا برخی می توانند به عنوان غربال عمل کنند و کدام یک از آنها انعطاف پذیری نشان می دهند.

“با استفاده از یک رویکرد محاسباتی ، ما قادر به شناسایی MOF های انعطاف پذیر هستیم و این اکتشافات باعث می شود که فرآیند تصفیه گاز از نظر انرژی کارآمدتر باشد. این برای تولید پلاستیک های با کیفیت بالا که به ترکیبات شروع تمیز نیاز دارند ، مهم است. معمولاً از محصولات جانبی گازی حاصل از تصفیه پتروشیمی استخراج می شوند. “

“چنین رویکردهای غربالگری با کارایی بالا می تواند برای بسیاری از مواد مختلف با کاربردهای بالقوه مختلف اعمال شود. آنها توانایی تغییر روش یافتن مواد برای پاسخگویی به چالش های فناوری را دارند.”

###

مرکز تحقیقاتی Leverhulme برای طراحی مواد کاربردی یک مرکز تحقیقاتی بین رشته ای است که هدف آن ایجاد انقلابی در طراحی مواد جدید است. او دانش شیمی را با جدیدترین علوم رایانه ای ترکیب می کند تا رویکرد جدیدی در طراحی مواد کاربردی در مقیاس اتمی ایجاد کند.

گزارش “مکان افتراقی مهمان با توجه به پویایی میزبان ، جداسازی پروپیلن-پروپان را در یک قاب فلزی-آلی بهبود می بخشد” (doi: 10.1038 / s41467-020-19207-9) در ارتباطات طبیعت.

مقاله “آزمایش عملکرد بالای قابهای آلی فلزی برای جداسازی جنبشی پروپان و پروپن” (doi: 10.1039 / D0CP03790G) منتشر شده است شیمی فیزیک فیزیک شیمی.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir