В ИФХЭ РАН разработали металло-каркасный адсорбент на основе лантана

В лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН получен патент на металлорганическую каркасную структуру (МОКС) бензолтрикарбоксилата лантана (III) La-BTC и способ ее получения. МОКС представляет собой микропористый адсорбент с прецизионной пористой структурой и узким распределением пор по размерам. Оптимизация технологических процессов и понижение температуры синтеза позволили сократить энергозатраты при его производстве. Размер пор оптимален для адсорбции углекислого газа, поэтому МОКС на основе лантана может быть использован для очистки технических газов.

ИФХЭ РАН

# адсорбент

# газ

# лантан

# лиганды

# металл

Адсорбент на основе лантана / ©Пресс-служба ИФХЭ РАН

«Для промышленной очистки технических газов, которые образуются, например, при сжигании топлива, — рассказал один из авторов работы, аспирант лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН Александр Гринченко, — выдающихся адсорбционных характеристик недостаточно. Металлорганическая каркасная структура должна обладать высокой температурной стабильностью и механической и циклической устойчивостью при сорбции — десорбции».

Синтезированная МОКС имеет удельную поверхность от 700 до 850 кв.м/г. Радиус микропор — 0.35 -0.4 нм, что соизмеримо с размером молекулы углекислого газа. Эксперименты показали, что микропористая структура сохраняется до температуры 500 градусов.

Металлорганические каркасные структуры — это класс микропористых адсорбентов, структура которых формируется ионами металлов, координированных (соединенных) полиорганическими лигандами. Они имеют регулярную структуру, что обеспечивает узкое распределение пор по размерам.

«Существует огромное разнообразие и органических лигандов, и катионов металлов, — объяснил Александр Гринченко. — Подбирая пары «металл-лиганд» и варьируя условия синтеза, которые сильно влияют на итоговую микропористую структуру, можно синтезировать адсорбенты с самыми многообещающими свойствами для решения конкретной промышленной задачи».

Структура синтезированного соединения / ©Пресс-служба ИФХЭ РАН

В лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН также недавно был запатентован МОКС-адсорбент на основе иттрия с повышенными адсорбционными свойствами по водороду. «При синтезе углеродных адсорбентов не удается добиться такого узкого распределения пор по размерам, как у металлорганических структур. Поэтому для молекулярных сит, предназначенных для того, чтобы «отсеять» молекулы определенного газа, МОКС-адсорбенты оказываются очень эффективными. Они могут найти применение в зеленой энергетике для аккумулирования газов, разделения газовых смесей, детектирования химических соединений в адсорбционных сенсорах», — подвел итог Александр Гринченко.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук — один из ведущих химических институтов Российской академии наук. Насчитывает более 800 сотрудников, среди которых 7 академиков, 9 членов-корреспондентов РАН, более чем 100 профессоров и 260 кандидатов наук. Проводимые в ИФХЭ РАН фундаментальные и прикладные исследования характеризуются многопрофильностью и включают следующие научные направления: поверхностные явления в коллоидно-дисперсных системах, адсорбция, физико-химическая механика; супрамолекулярные и наноразмерные системы для использования в современных высоких технологиях; химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления; химия и технология радиоактивных элементов, радиоэкология и радиационная химия; электрохимия. Успехи сегодняшних исследований опираются на уникальную экспериментальную базу Центра Коллективного Пользования, позволяющую решать практически любую задачу физико-химического исследования вещества или свойств его поверхности разнообразными современными методами. В их числе: электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ, рентгеноструктурный анализ, рентгеновское малоугловое рассеяние, атомно-адсорбционный анализ, эллипсометрия, аннигиляция позитронов, хромато-масс-спектрометрия, инфракрасная, рамановская, фотоэлектронная, электронная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс.