Schwammiges Material ermöglicht die sichere Lagerung und den sicheren Transport von explosivem Gas

Chemiker der Universität Kyoto entwickelten zusammen mit anderen japanischen und französischen Wissenschaftlern

metallorganische Gerüststruktur (MOF) aufZinkbasis, die die sichere Lagerung und Freisetzung von Acetylen ermöglicht. MOF ist ein poröses Material, das aus Metallionen besteht, die von organischen Linkermolekülen umgeben sind. Acetylen adsorbiert an den porösen Teilen des MOF, wodurch die Gasmoleküle bei niedrigem Druck fest gespeichert werden können.

Forscher haben Strukturen verwendet, die darauf basierenZink enthaltende Benzoldicarboxylat- und Bipyridin-Linker und modifizierten sie mit funktionellen Amino- oder Nitrogruppen. Durch diese Modifikationen kann der Druck angepasst werden, der zum Füllen der Flasche und zum Ablassen des Gases während des Gebrauchs erforderlich ist.

Bild: Mickaele Bonneau et al., Nature Chemistry

Acetylen wird in einem weiten Bereich verwendetindustrielle Prozesse, einschließlich Schweißen, Metallschneiden und organische chemische Synthese. Wie die Forscher anmerken, ist es bei Raumtemperatur leicht entzündlich und entzündet sich spontan, wenn der Druck über 2 bar steigt. Jetzt, so fügen die Forscher hinzu, wird Acetylen in Flaschen gelagert, gelöst in Aceton oder ähnlichen Substanzen. Dadurch kann das Gas unter hohem Druck gespeichert werden, verunreinigt es aber auch.

Chemiker haben entdeckt, dass ihre porösen MOFs dies könnengroße Mengen reines Acetylen bei Drücken unter 2 bar ohne Lösungsmittel lagern. Die Wissenschaftler testeten die Freisetzung von Acetylen bei Atmosphärendruck unter realen Bedingungen. Die maximale Effizienz wurde bei dem Material mit aminofunktionellen Gruppen erreicht: Es setzte bis zu 77 % des gespeicherten Gases bei Atmosphärendruck frei.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Acetylen dies kannin kleineren Behältern bei niedrigem Druck und in größeren Mengen zu lagern, bis zu 37-mal mehr als andere lösungsmittelfreie Aufbewahrungslösungen“, sagt Ken-ichi Otake, Co-Autor der Studie.

Wissenschaftler stellen auch fest, dass sie stimmen könnenFlexibilität des Materials durch funktionelle Gruppen zur Gasspeicherung unter verschiedenen Bedingungen und Temperaturen. Sie planen, ähnliche MOFs zu entwickeln, um andere Gase wie Kohlendioxid, Sauerstoff und Methan zu speichern.

Titelbild: Mindy Takamiya/iCeMS der Universität Kyoto

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