Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são compostos versáteis que hospedam poros de tamanho nano em sua estrutura cristalina. Por causa de seus nanoporos, MOFs agora são usados ​​em uma ampla gama de aplicativos, incluindo a separação de produtos petroquímicos, imitando DNA, e remoção de metais pesados, ânions de flúor, hidrogênio, e até ouro da água.

A separação de gás em particular é de grande interesse para uma série de indústrias, como a produção de biogás, enriquecimento do ar na usinagem de metais, purificando o gás natural, e recuperação de hidrogênio de usinas de amônia e refinarias de petróleo. "A estrutura flexível da 'rede' das estruturas metal-orgânicas absorve as moléculas de gás que são ainda maiores do que sua janela de poro, tornando difícil realizar uma separação eficiente baseada em membrana, "diz Kumar Varoon Agrawal, que detém a cadeira GAZNAT para separações avançadas na EPFL Valais Wallis.

Agora, os cientistas do laboratório de Agrawal melhoraram muito a separação de gases, tornando a estrutura de rede do MOF rígida. Eles fizeram isso usando um novo método de "tratamento térmico rápido pós-sintético", que basicamente envolvia assar um MOF popular chamado ZIF-8 (estrutura de imidazolato zeolítico 8) a 360 ° C por alguns segundos.

O método melhorou drasticamente o desempenho de separação de gás do ZIF-8 - especificamente na 'captura de carbono', um processo que captura as emissões de dióxido de carbono produzidas a partir do uso de combustíveis fósseis, impedindo-o de entrar na atmosfera. "Pela primeira vez, alcançamos um desempenho de peneiramento de dióxido comercialmente atraente em uma membrana MOF, "diz Agrawal.

Os cientistas atribuem a melhoria a uma redução dos parâmetros da rede, o que torna as ligações químicas do MOF mais rígidas. A composição química essencial, ambiente de ligação, e a cristalinidade do material não foi afetada pelo novo procedimento.

"O tratamento térmico rápido é uma técnica fácil e versátil que pode melhorar muito o desempenho de separação de gás das membranas MOF, "diz Agrawal." Ao tornar a estrutura rígida, podemos realizar com eficiência várias separações. "