به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاري دانشجو، محققان روش جديدي براي توليد غشاء‌هاي چارچوب آلي فلزي ارائه كردند، غشاء‌هايي كه مي‌تواند براي بهبود فرآيند‌هايي نظير جداكردن پروپان از پروپيلن استفاده شود، فرآيند‌هايي كه بسيار گران‌قيمت و انرژي‌بر هستند. اين فرآيند‌ها چهل درصد از مصرف انرژي صنعت پتروشيمي را در سراسر جهان به خود اختصاص داده است.

 

در صنعت پتروشيمي جدا كردن مولكول‌ها با انرژي كم، چالش بسيار بزرگي است. از آنجايي كه اين بخش از صنعت پتروشيمي مصرف انرژي زيادي دارد بنابراين كمك به كاهش مصرف انرژي در اين بخش، اهميت زيادي دارد.

يكي از مهمترين محصولات پتروشيمي، پروپيلن است كه در ساخت پلاستيك استفاده مي‌شود. خالص‌سازي پروپيلن هميشه نيازمند جدا كردن آن از پروپان است. در حال حاضر اين كار با تقطير كرايوژنيك انجام مي‌شود كه در آن دو گاز به سيال تبديل شده كه اين كار در دماي بسيار پايين صورت مي‌گيرد. اين كاهش دما موجب مي‌شود تا انرژي زيادي براي اين كار مصرف شود.

براي حل اين مشكل محققان از چارچوب‌هاي آلي فلزي استفاده كردند، موادي متخلخل كه ساختار بلوري دارند. اين مواد از نود‌هاي فلزي تشكيل شده‌اند كه با استفاده از ليگند‌هاي آلي به هم متصل شده‌اند. حفره‌ها در اين ساختار مولكولي مي‌تواند براي به‌دام اندازي مولكول استفاده شود بنابراين اين چارچوب‌ها گزينه مناسبي براي گيراندازي مواد هستند.

اين گروه تحقيقاتي نشان دادند كه غشاء مبتني بر چارچوب آلي فلزي مي‌تواند عملكرد قابل توجهي در جداسازي پروپان از پروپيلن در دماي اتاق داشته باشد. اين چارچوب به پروپيلن اجازه مي‌دهد تا با كارايي 125 برابر بيشتر از پروپان در آن نفوذ كند كه اين كار در دماي 30 درجه سانتيگراد انجام مي‌شود. در واقع براي جداسازي انتخابي نياز به دماي بسيار پايين نيست.

كومر وارون آگراول از EPFL مي‌گويد: «چالش اصلي در اين راهبرد، سنتز فيلم MOF بسيار نازك و با كيفيت بالا است. اين فيلم بايد روي زيرلايه متخلخل تجاري بدون نياز به انجام اصلاح ساختاري صورت گيرد. چنين فيلم باكيفيتي نقص‌هاي كمي داشته و همين موضوع موجب افزايش انتخاب‌گري در فرآيند جداسازي مي‌شود.»

براي اين كار روشي موسوم به ENACT ارائه شد كه نوعي آرايش هسته‌اي الكتروفورتيكي به‌منظور تبلور فيلم‌هاي لايه نازك است.

نتايج اين پروژه در قالب مقاله‌اي با عنوان Electrophoretic Nuclei Assembly for Crystallization of High-Performance Membranes on Unmodified Supports در نشريه Advanced Functional Materials منتشر شده است.