Komplexe Strukturen zum Einfangen von Gas
Metall-organische Gerüste (MOFs) sind eine relativ neue Klasse poröser kristalliner Strukturen aus durch organische Liganden (die Linker) verbundenen Metalloxid-Clustern. Die resultierenden Netzwerke können komplexe dreidimensionale Geometrien aufweisen. Sie schaffen zahlreiche Mikroporen und bieten so die höchste gemessene Fläche aller Werkstoffe. MOFs sind ausgezeichnete Kandidaten für Gassorption und Trennung, Katalyse (begrenzte Reaktionsstrukturen) sowie Messanwendungen. Ein Konsortium mit 17 Nutznießern aus 10 europäischen Ländern initiierte das EU-finanzierte Projekt "Nanoporous metal-organic frameworks for production" (NANOMOF), um den industriellen Einsatz von MOFs voranzutreiben. Der Schwerpunkt lag auf Gasreinigung, sicherer Bereitstellung von toxischen Spezialgasen für die Elektronikindustrie und schließlich der Katalyse. MOFs wurden für jeden Anwendungsbereich entwickelt und bewertet, was die Auswahl der besten Kandidaten für eine hochskalierte Produktion und die Demonstration neuer Produkte ermöglicht hat. Für den Schutz der Haut und der Atemwege haben die Wissenschaftler dreidimensional geladene, MOF-funktionalisierte Vliestextilien produziert. Die Kombination von traditionellen Adsorbentien auf Kohlenstoffbasis mit den MOF-Werkstoffen war besonders effizient. Das Team experimentierte auch mit verschiedenen Herstellungsmethoden für Textilluftfilter mit MOF. Die vorläufige Produktion einiger Quadratmeter zeigte vielversprechende Ergebnisse. Das Team produzierte Schutzhandschuhe, Filterpatronen für den Atemschutz und Gasreinigungspatronen. Außerdem hat eine Demonstrationsreaktor mit verschiedenen MOF-Katalysatoren hat erfolgreich Monoglyzeride produziert. Zum Abschluss haben die Forscher eine Reihe von Technologien zur Herstellung von MOFs als Schüttgut in Form eines kugelförmigern Granulats verschiedener Größe entwickelt. NANOMOF adressierte alle Teile der Entwicklungskette für die Produktion von MOFs und von Produkten mit MOFs. Die Ergebnisse werden wichtige wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen auf den Schutz vor Umweltverschmutzung und Toxizität sowie die sichere industrielle Produktion toxischer Gase und die Katalyse haben.
Schlüsselbegriffe
Demonstrator, MOF, Metalloxid, organisch, Mikroporen, Gassorption, Trennung, Katalyse, Textilien, Filter, Monoglyzerid