Skomplikowane struktury do chwytania gazów
Struktury metaloorganiczne (MOF) to względnie nowa klasa porowatych substancji krystalicznych składających się ze skupisk tlenków metali połączonych organicznymi ligandami (łącznikami). Powstające w ten sposób sieci połączeń często mają złożone geometrie trójwymiarowe. Za sprawą licznych mikroporowatości mają one największy obszar powierzchniowy ze wszystkich znanych materiałów. Struktury metaloorganiczne są obiecującymi kandydatami do takich zastosowań, jak sorpcja i separacja gazów, kataliza (struktury dla reakcji ograniczonych) oraz czujniki. Konsorcjum 17 beneficjentów z 10 krajów Europy zainicjowało finansowany ze środków UE projekt "Nanoporous metal-organic frameworks for production" (NANOMOF), aby wprowadzić MOF do przemysłu. Badane obszary zastosowań to oczyszczanie gazów, bezpieczne dostarczanie toksycznych gazów używanych w elektronice i kataliza. MOF zostały opracowane i ocenione dla każdej dziedziny zastosowań, dzięki czemu wybrano te najbardziej obiecujące pod względem możliwości większej produkcji i stworzenia nowych produktów demonstracyjnych. Dla ochrony skóry i układu oddechowego stworzono trójwymiarowo załadowane, funkcjonalizowane MOF tekstylia nietkane. Szczególnie skuteczne okazało się połączenie tradycyjnych adsorbentów węglowych z materiałami MOF. Zespół eksperymentował także z różnymi metodami produkcji domieszkowanych MOF tekstylnych filtrów powietrza. Próbnie wytworzone kilka metrów materiału wykazało się obiecującymi parametrami. Przygotowano ochronne rękawice tekstylne, pochłaniacze do masek przeciwgazowych oraz filtry do oczyszczania gazów. Ponadto demonstracyjny reaktor wyposażony w różne katalizatory MOF został z powodzeniem użyty do wytwarzania monoglicerydów. Opracowano wreszcie szereg technologii wytwarzania MOF jako materiału masowego w formie kulistego granulatu różnej wielkości. Uczestnicy projektu NANOMOF zajmowali się wszystkimi elementami łańcucha tworzenia zarówno samych MOF, jak i produktów je wykorzystujących. Wyniki omawianego projektu będą mieć istotny wpływ ekonomiczny i ekologiczny w dziedzinach ochrony przed zanieczyszczeniami i substancjami toksycznymi, bezpiecznego transportu toksycznych gazów i katalizy.
Słowa kluczowe
Demonstrator, MOF, tlenki metali, organiczne, mikropory, sorpcja gazów, separacja, kataliza, tekstylia, filtr, monogliceryd
