Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP6

MOFCAT — Wynik w skrócie

Project ID: 33335
Źródło dofinansowania: FP6-NMP
Kraj: Norwegia

Nowe struktury krystaliczne w reakcjach przemysłowych

Krystaliczne ciała stałe o dobrze zdefiniowanych porach określonych ze względu na kształt, rozmiar oraz obecność cząstek chemicznych są szeroko stosowane w wielu technologiach do kontroli reakcji. Badacze finansowani ze środków UE opracowali i przygotowali nowe struktury metaloorganiczne (MOF), które wykazują potencjał pokonania ograniczeń dotyczących konwencjonalnych krystalicznych ciał stałych, wzmacniając konkurencyjność Europy w bardzo dużym sektorze rynku.
Nowe struktury krystaliczne w reakcjach przemysłowych
MOF wykazują duże zagęszczenie porów, a zatem posiadają bardzo dużą powierzchnię wiązania, jak również zdolność do specjalizacji poprzez zastosowanie funkcjonalnych dodatków chemicznych. Właściwości takie sprawiają, że są one szczególnie atrakcyjne w przypadku wielu reakcji.

Reakcje katalityczne polegają na tym, iż niewielka ilość katalizatora selektywnie i odwracalnie wiąże się z substancjami chemicznymi, skupiając je oraz przyspieszając zachodzenie reakcji, a tym samym ułatwiając zwiększenie ilości produktu. Są one szczególnie preferowane w przypadku struktury mikroporowatej, która zasadniczo działa jak mała, selektywna zagroda gromadząca cząsteczki i umożliwiająca wiązanie w wydajny sposób.

Ponadto mikroporowate krystaliczne ciała stale doskonale sprawdzają się w reakcjach adsorpcji, w których określone cząsteczki wiążą się z powierzchnią, natomiast inne nie, umożliwiając tym samym oddzielanie bądź oczyszczanie. Wspomniane zastosowanie można rozszerzyć w celu stworzenia zaawansowanej technologii czujników za pośrednictwem filtracji, poprawiając selektywność oraz ułatwiając składowanie gazu.

Projekt "Funkcjonalne struktury metaloorganiczne jako katalizatory heterogeniczne" (Mofcat) został podjęty w celu opracowania niezawodnych, spójnych i skalowalnych procesów dla istniejących i nowych MOF o szczególnym znaczeniu przemysłowym.

Badacze pracowali nad dwoma rodzinami MOF: rozwiniętą wcześniej rodziną CPO-27-M, gdzie M=nikiel, magnez, kobalt lub mangan, oraz rodziną UiO-66 opartą na cyrkonie. Połączenie analizy spektroskopowej oraz kwantowego modelowania chemicznego umożliwiło doskonałą charakteryzację struktur. Ponadto rodzina CPO-27-M z wieloma możliwymi pierwiastkami M pozwoliła na bezpośrednie porównanie reaktywności różnych metali w tej samej strukturze MOF. Co ważne, badacze zrealizowali produkcję na większą skalę obu rodzin MOF, co ma znaczenie przemysłowe.

Obie rodziny wykazały zdolność przechowywania znacznej ilości gazu wodorowego w niskiej temperaturze, przy czym rodzina CPO-27-Ni (M=nikiel) odznaczyła się dodatkowo znaczną zdolnością przechowywania metanu, także w postaci granulowanej, wspierając potencjalne zastosowania przemysłowe. Ponadto zespół projektu Mofcat wyprodukował nowe katalizatory MOF, a niektóre z nich wykazały niemal dwukrotnie wyższą aktywność od swoich komercyjnych konkurentów.

Podsumowując, zespół projektu Mofcat poczynił znaczące postępy w dziedzinie struktur metaloorganicznych w zastosowaniach przemysłowych, w szczególności w zakresie przechowywania gazu oraz w funkcji katalizatorów, wykazując potencjał znacznego wzmocnienia europejskich konkurencyjności w dużym i lukratywnym sektorze światowego rynku.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę