Des structures complexes pour capturer les gaz
Les réseaux organométalliques (ROM) constituent une catégorie relativement nouvelle de structures cristallines poreuses qui se composent d'amas d'oxyde métallique liés par des ligands organiques (agents de liaison). Les réseaux ainsi obtenus peuvent présenter des géométries complexes en trois dimensions. Ils créent de nombreux micropores et présentent donc la plus grande surface connue parmi tous les matériaux. Les ROM constituent d'excellents candidats pour des applications dans les processus de sorption et de séparation de gaz, la catalyse (structures de réaction confinées) et les applications de détection. Un consortium de 17 bénéficiaires de 10 pays européens a initié le NANOMOF («Nanoporous metal-organic frameworks for production») pour assurer des applications industrielles dans les ROM. L'accent était mis sur la purification du gaz, la production de gaz de qualité électronique en toute sécurité et, enfin, la catalyse. Des ROM ont été développés et évalués pour chaque domaine d'application, entraînant une sélection des candidats les plus adéquats pour une production étendue et une démonstration de nouveaux produits. Pour la protection du système respiratoire et de la peau, les scientifiques ont produit des textiles non-tissés fonctionnalisés chargés de ROM tridimensionnels. Combiner les adsorbants traditionnels de carbone avec des matériaux ROM a été particulièrement efficace. L'équipe a également expérimenté plusieurs méthodes de production des filtres aériens de textiles à base de ROM. La production préliminaire de quelques mètres carrés a démontré une performance prometteuse. L'équipe a produit des gants de protection, des réservoirs à filtres pour la protection respiratoire et les réservoirs de purification de gaz. Un démonstrateur-réacteur équipé de différents catalyseurs ROM a produit des monoglycérides. Enfin, les chercheurs ont développé un nombre de technologies pour produire les ROM afin d'utiliser des matériaux en masse sous la forme de granules sphériques de différentes tailles. NANOMOF a abordé toutes les étapes de la chaîne de développement de production des ROM et des produits qui les exploitent. Les résultats auront d'importantes répercussions économiques et écologiques en matière de pollution et de protection contre la toxicité, la production industrielle de gaz toxiques et la catalyse.
Mots‑clés
Démonstrateur, ROM, oxyde métallique, organique, micropores, sorption de gaz, séparation, catalyses, textiles, filtre, monoglycéride