Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomaterials

Νέα διαδρομή για να αλλάξουν τη δομή των πορωδών υλικών σε βιομηχανικώς Πρόσβαση για υψηλές πιέσεις

Published on January 12, 2010 at 6:05 PM

Επιστήμονες στο Υπουργείο Εξωτερικών των ΗΠΑ (DOE) Argonne Ενέργειας National Laboratory έχουν ανακαλύψει μια νέα διαδρομή για το μετασχηματισμό της δομής των πορωδών υλικών σε βιομηχανικώς πρόσβαση υψηλές πιέσεις.

Argonne επιστήμονας Karena Chapman κρατά ψηλά μια γκοφρέτα των οργανικών μεταλλικών πλαισίου ZIF-8 με την δομή του εμφανίζεται στην οθόνη του υπολογιστή. Τσάπμαν μαζί με τους επιστήμονες Peter Chupas και ο Γρηγόρης Halder ήταν σε θέση να αλλάξει τη δομή ενός μετάλλου οργανικών πλαισίου σε πιέσεις είναι αρκετά χαμηλό για μεγάλης κλίμακας βιομηχανικές εφαρμογές.

"Κανονικά, αυτά τα υλικά θα έδινε πίσω στην αρχική δομή τους αφού έχουν συμπιεστεί, σχεδόν όπως ένα ελατήριο, αλλά πάνω από ένα ορισμένο πίεση αυτού του υλικού υιοθετεί μια νέα δομή," Argonne επιστήμονας Karena Chapman είπε. "Είναι μια σχετική δομή, αλλά είναι σαν όταν συμπιέζεται η άνοιξη, επέστρεψε πάλι σε ένα διαφορετικό σχήμα."

ZIF-8 είναι ένας εμπορικά διαθέσιμος μέταλλο-οργανικό πλαίσιο (MOF) με μοριακή κλίμακα πόρους που μπορεί να έχει χρήσιμες εφαρμογές κατάλυσης. Chapman, μαζί με επιστήμονες Gregory Halder και Peter Chupas, χρησιμοποιούνται υψηλής επικεντρώθηκε ακτίνες Χ δοκάρια της Photon Source προχωρημένους να τηρήσει τη δομή του σύνθετου αφού άντεξε ποικίλους βαθμούς πίεσης. Η διαρθρωτική μετάβαση βρέθηκε να εμφανίζονται σε σχετικά περιορισμένες πιέσεις - πιέσεις που μπορεί να επιτευχθεί με μεγαλύτερες κλίμακες που απαιτούνται για την δοκιμή πώς οι αλλαγές στη δομή επηρεάζει λειτουργική συμπεριφορά του σύνθετου.

Μετρήσεις απορρόφησης του φυσικού αερίου, η οποία πραγματοποιείται στο πλαίσιο του τμήματος Επιστήμης Υλικών, αποκάλυψε ότι το πορώδες υλικό ήταν τροποποιημένο για τη νέα δομή. Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την βελτιστοποίηση της απόδοσής του για συγκεκριμένες εφαρμογές σε τομείς όπως η αποθήκευση του υδρογόνου για τις κυψέλες καυσίμου. Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι ασκώντας πίεση στο MOFs μέσω της διαδικασίας της σφαιροποίησης, οι ερευνητές μπορούν να τροποποιήσουν τη δομή της ένωσης και την περιουσία αποθήκευσης.

Ενώ αυτό το είδος των διαρθρωτικών αλλαγών έχει παρατηρηθεί σε παραδοσιακά πορώδη υλικά (π.χ., ζεόλιθοι) σε πολύ υψηλότερες πιέσεις, οι διαρθρωτικές αλλαγές στο υλικό MOF εμφανίζονται με χαμηλότερες πιέσεις και κατά συνέπεια, η τροποποίηση αυτή μπορεί να είναι πιο εύκολα κλιμακωθεί μέχρι βιομηχανικά επίπεδα.

Το επόμενο βήμα είναι για τους επιστήμονες να εξετάσουν το μηχανισμό των διαρθρωτικών αλλαγών και πώς αυτή η διαδικασία τροποποίησης μπορούν να αξιοποιηθούν πιο αποτελεσματικά για τη μοριακή αποθήκευσης και εφαρμογές διαχωρισμού.

Ένα έγγραφο σχετικά με αυτήν την ανακάλυψη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας.

Last Update: 9. October 2011 15:35

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit