スポンジ状の素材は、爆発性ガスの安全な保管と輸送を可能にします

京都大学の化学者は他の日本とフランスの科学者とともに、

有機金属フレームワーク (MOF) 構造亜鉛ベースで、アセチレンの安全な保管と放出が可能です。 MOF は、有機リンカー分子に囲まれた金属イオンからなる多孔質材料です。アセチレンは MOF の多孔質部分に吸着し、ガス分子を低圧でしっかりと保存できます。

研究者は、以下に基づいた構造を使用してきました。ベンゼンジカルボキシレートおよびビピリジンリンカーを含む亜鉛、およびそれらをアミノまたはニトロ官能基で修飾したもの。これらの変更により、使用中にシリンダーを充填してガスを放出するのに必要な圧力を調整できるようになります。

画像:Mickaele Bonneau et al。、Nature Chemistry

アセチレンは幅広い用途に使用されています溶接、金属切断、有機化学合成などの工業プロセス。研究者が指摘しているように、それは室温で非常に可燃性であり、圧力が2バールを超えると自然に発火します。現在、研究者たちは、アセチレンはシリンダーに保管され、アセトンまたは他の同様の物質に溶解されていると付け加えています。これにより、ガスを高圧で貯蔵することができますが、ガスを汚染することもあります。

化学者は、多孔質MOFが溶媒を使用せずに、2バール未満の圧力で大量の純粋なアセチレンを保管します。科学者たちは、実際の条件下で大気圧でのアセチレンの放出をテストしました。アミノ官能基を含む材料で最大の効率が達成されました。大気圧で貯蔵ガスの最大77%を放出しました。

「私たちの結果は、アセチレンが低圧で大量の小さな容器に保管し、他の無溶媒保管ソリューションの最大37倍になります」と研究の共著者である大竹健一氏は述べています。

科学者はまた、彼らが調整できることに注意しますさまざまな条件と温度でのガス貯蔵に官能基を使用する材料の柔軟性。彼らは、二酸化炭素、酸素、メタンなどの他のガスを貯蔵するために同様のMOFを開発することを計画しています。

表紙画像:ミンディタカミヤ/京都大学iCeMS

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