html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Металл-органические каркасы приспособили для очистки воздуха от оксида азота


X. Han et al./ Nature Materials, 2018

Химики обнаружили, что для эффективного обратимого связывания оксида азота(IV) из газовых смесей можно использовать металл-органические каркасные структуры на основе алюминия. За счет геометрии и химического структуры пор этих соединений NO2 при адсорбции образует кластерные цепочки, что позволяет избежать деградации материала. А селективный захват оксида азота из воздуха при комнатных температуре и давлении делают эти металл-органические каркасы более эффективными материалами о сравнению с цеолитами, оксидными материалами и пористыми углеродными материалами, пишут ученые в Nature Materials.

Металл-органические каркасные структуры — пористые кристаллические материалы, в которых ионы металла связаны между собой с помощью органических лигандов. Внутри таких гибридных материалов образуются поры нанометрового размера, которые делают эти каркасы похожими по структуре на цеолиты. Область их возможных применений также определяется их большой удельной поверхностью. В первую очередь это адсорбция и хранение газов и катализ.

Именно для селективной адсорбции газа предложила использовать один из таких материалов группа химиков из Великобритании, США, России, Китая и Франции под руководством Мартина Шрёдера (Martin Schröder) из Манчестерского университета. В своем исследовании ученые обнаружили, что для селективной адсорбции оксида азота(IV) очень хорошо подходит металл-органический каркас MFM-300 с ионами алюминия. Основная проблема избирательного захвата NO2 — одного из газов, который образуется в результате технологических процессов и загрязняет атмосферу, — его повышенная реакционная способность, из-за которой он достаточно быстро приводит к деградации те пористые материалы, на который он адсорбируется. В данном случае ученым удалось избежать этой проблемы за счет правильно подобранных размера и химической структуры пор в металл-органическом каркасе.

Химики обнаружили, что в поры MFM-300 оксид азота адсорбируется в виде сложных молекулярных кластеров, состоящих из двух молекул NO2 и двух димеров этой молекулы — N2O4. Такая структура оказывается очень устойчивой и после адсорбции ее свойства внутри материала уже не зависят от внешних условий — давления и температуры.

Химическая структура одной ячейки металл-органического каркаса, в которой адсорбировано две молекулы NO2 и два димера N2O4. Синим цветом обозначен азот, красным — кислород, зеленым — алюминий, серым — углерод, белым — водород

X. Han et al./ Nature Materials, 2018

Ученые отмечают, что у предложенного ими материала есть несколько достоинств. Во-первых, захват газа полностью обратим. Во-вторых, каркасная структура может поглощать сразу довольно много газа — до 14 миллимоль на один грамм материала. Но что даже более важное — такой металл-органический каркас способен избирательно улавливать оксид азота из газовых смесей, содержащих все основные атмосферные газы (азот, кислород, углекислый газ, водород, оксид серы, угарный газ, аргон), в которых он сам может находиться в очень небольшом количестве — до 1 части на миллион. При этом процесс адсорбции не вызывает деградации материала после многократных циклов адсорбции-десорбции, даже несмотря на высокую реакционную способность NO2.

Анализ продуктов адсорбции с помощью нескольких спектроскопических методов и численного анализа с использованием методов молекулярной динамики и теории функционала плотности показал, что к уникальным свойствам этого материала действительно приводит приводит структура его пор. При захвате оксида азота в такую пору участвуют сразу пять различных типов взаимодействия, которые связывают молекулы газа между собой в единый кластер и образуют водородные связи с органической частью пористой структуры. В результате этого взаимодействия в вытянутых порах каркасной структуры образуются цепочки из кластеров оксида азота, который при этом не вступает в химические реакции с матрицей и не разрушает ее.

По словам авторов работы, этот металл-органический каркас можно уже сейчас использовать в качестве эффективного средства удаления оксида азота из газовых смесей, в том числе и его примесей в воздухе.

Отметим, что не все металл-органические каркасы имеют жесткую структуру, которую нельзя изменить или как-то преобразовать. Например, недавно, ученые синтезировали такую структуру, которая при замене растворителя меняет свою структуру с двумерной на трехмерную и обратно и может таким образом, например, захватывать крупные молекулы.

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • исследования
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции