З металорганічного каркасу створили «Священний Грааль»

July 3, 2022 by No Comments

Міжнародна група дослідників під керівництвом учених Манчестерського університету створила швидкий та економічний метод перетворення метану на метанол за допомогою світла при температурі та тиску навколишнього середовища. Про подробиці методу, названого «Священним Граалем» каталізу, розповідається у статті, опублікованій у журналі Nature Materials.

Ефективний метод включає безперервний потік води, насиченої метаном та киснем, через каталізатор на основі металорганічного каркасу (MOF), який опромінюється світлом. Металорганічні каскадні структури є гібридними матеріалами з іонів або кластерів металів, пов’язаних один з одним органічними сполуками. Кожен компонент MOF виконує певну функцію, наприклад, уловлює кванти світла, переносить електрони або надає енергію для зв’язування метану з киснем. Рідкий метанол легко екстрагується з води.

Основна проблема перетворення метану (CH4) у метанол (CH3OH) полягає у розриві міцного хімічного зв’язку вуглець-водень (CH) для впровадження атома кисню (O) з утворенням зв’язку C-OH. Традиційні методи вимагають високої температури та тиску. У новому методі з використанням MOF процес іде за кімнатних умов, при цьому він не утворює небажаних побічних продуктів. Сам каталізатор можна повторно використовувати не менше 10 циклів, що відповідає 200 годин реакції без будь-якої втрати продуктивності.

За принципом роботи MOF нагадує фотосистеми рослин, які в процесі фотосинтезу конвертують енергію сонячних променів в енергію хімічних зв’язків. Каталіз перетворення метану на метанол за ефективністю можна порівняти з біологічним ферментом метанмонооксигеназою у метанотрофних бактерій.

Зберігання метану, який широко використовується енергоносієм, пов’язане з його негативним впливом на навколишнє середовище. Тому фахівці шукають економічні способи перетворити його в метанол, який є більш універсальним джерелом вуглецю, ніж метан, і являє собою рідину, що легко транспортується. Його можна використовувати для виробництва таких продуктів, як розчинники, антифризи, акрилові пластмаси, синтетичні тканини та волокна, а також клеї, фарби та хімічні агенти, що використовуються у фармацевтиці та агрохімічній промисловості.

Leave a Comment

Your email address will not be published.