Новости химической науки > Молекулярные губки для улавливания углерода

Химики из США разработали молекулярные губки, которые могут улавливать и хранить диоксид углерода. Полученные исследователями цеолиты можно легко получить, они обладают термической устойчивостью и могут использоваться для выделения CO₂ из сложной смеси газов.

Омар Ягхи (Omar Yaghi) с коллегами из Университета Калифорнии в Лос Анжелесе (UCLA) получили новые соединения на основе цеолитно-имидазольных каркасов (ZIF) – пористых кристаллических материалов с клеткообразной структурой, подобной при родным алюмосиликатным цеолитам [1]. В этом году Ягхи уже сообщал о получении новых сложных ZIF, некоторые из которых могут поглощать СO₂ [2]. Однако, новые ZIF лучше – они не изменяют свою структуру при нагреве вплоть до 500°C и хорошо работают при комнатной температуре.

Компьютерная модель структуры ZIF-100 (Рисунок из Nature, 2008, DOI: 10.1038/nature06900)

Новые молекулярные клетки, получившие названия ZIF-95 и ZIF-100, эти молекулярные клетки представляют собой самые молекулярные клетки, полученные к настоящему времени. Эти клетки состоят их 7500 атомов, их диаметр составляет до 7 нм. Полученные молекулярные клетки могут поглотить до 30 объемов CO₂ на один объем ZIF-100.

По словам одного из членов исследовательской группы, Бо Ванга (Bo Wang), ключом к созданию таких структур является правильный подбор органических линкеров, определяющих топологию и размеры искусственных цеолитов. Введение в структуру имидазольного линкера атома хлора позволило вырастить клетки достаточного размера.

Благодаря функциональным группам в составе органических линкеров, работающих по принципу «вращающихся дверей» полученные ZIF обладают отличной селективностью, поглощая диоксид углерода и игнорируя такие газы, как азот, метан и моноксид углерода.

Для повторного использования кристаллов ZIF их можно выдержать при пониженном давлении, которое будет способствовать уходу молекул CO₂ из клетки. Новые ZIF относительно просто получать, поэтому исследователи надеются на то, что новые искусственные цеолиты могут использоваться для поглощения углекислого газа в промышленных.

Источники: [1] Nature, 2008, DOI: 10.1038/nature06900; [2] Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1152516

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #химия поверхности, #элементоорганическая химия