Sponsachtig materiaal zorgt voor veilige opslag en transport van explosief gas

Chemici van de Universiteit van Kyoto hebben, samen met andere Japanse en Franse wetenschappers,

Een op zink gebaseerde metaal-organische raamwerkstructuur (MOF) waarmee acetyleen veilig kan worden opgeslagen en vrijgegeven.MOF is een poreus materiaal dat bestaat uit metaalionen omgeven door organische linkermoleculen.Acetyleen wordt geadsorbeerd aan poreuze delen van de MOF, waardoor de gasmoleculen stevig onder lage druk kunnen worden opgeslagen.

Onderzoekers hebben structuren gebruikt die zijn gebaseerd opzink bevattende benzeendicarboxylaat- en bipyridine-linkers, en gemodificeerde deze met amino- of nitrofunctionele groepen. Door deze aanpassingen kan de druk worden aangepast die nodig is om de cilinder te vullen en het gas vrij te laten tijdens gebruik.

Afbeelding: Mickaele Bonneau et al., Nature Chemistry

Acetyleen wordt in een breed scala gebruiktindustriële processen, waaronder lassen, metaalsnijden en organisch-chemische synthese. Zoals de onderzoekers opmerken, is het licht ontvlambaar bij kamertemperatuur en ontbrandt het spontaan wanneer de druk boven de 2 bar komt. Nu, voegen de onderzoekers toe, wordt acetyleen opgeslagen in cilinders, opgelost in aceton of andere soortgelijke stoffen. Hierdoor kan het gas onder hoge druk worden opgeslagen, maar wordt het ook vervuild.

Chemici hebben ontdekt dat hun poreuze MOF's dit kunnen:sla grote hoeveelheden zuiver acetyleen op bij een druk lager dan 2 bar zonder oplosmiddel. De wetenschappers testten de afgifte van acetyleen bij atmosferische druk onder reële omstandigheden. De maximale efficiëntie werd bereikt in het materiaal met amino-functionele groepen: het gaf tot 77% van het opgeslagen gas vrij bij atmosferische druk.

“Onze resultaten tonen aan dat acetyleen kanbewaar in kleinere containers bij lage druk en in grotere hoeveelheden, tot 37 keer meer dan andere oplosmiddelvrije opslagoplossingen”, zegt Ken-ichi Otake, co-auteur van het onderzoek.

Wetenschappers merken ook op dat ze kunnen afstemmenflexibiliteit van het materiaal met behulp van functionele groepen voor gasopslag in verschillende omstandigheden en temperaturen. Ze zijn van plan soortgelijke MOF's te ontwikkelen om andere gassen op te slaan, zoals koolstofdioxide, zuurstof en methaan.

Omslagafbeelding: Mindy Takamiya/Kyoto University iCeMS

Lees verder:

Er wordt al eeuwen op gejaagd: wat weten we over de planeet Vulcan naast de zon

Astronomen hebben een planeet in de buurt van de aarde gevonden: die heeft een heel vreemde baan

Wetenschappers uit China hebben bewezen dat moderne plaatverschuivingen 2,5 miljard jaar oud zijn