p Materiais inovadores chamados estruturas metálicas orgânicas (MOFs) podem se tornar muito mais versáteis após pesquisas que mostram que eles podem ser manipulados como líquidos. p MOFs são sólidos cristalinos altamente porosos com íons de metal ou aglomerados de metal unidos por grupos de ligantes orgânicos (com base em carbono). A variação dessas partes pode criar uma enorme variedade de sólidos com poros internos capazes de capturar moléculas selecionadas ou catalisar reações químicas.

p "Esses materiais cristalinos são difíceis de processar, mas desenvolvemos uma maneira de solubilizá-los, "diz Anastasiya Bavykina da equipe de pesquisa do Centro de Catálise KAUST.

p Os pesquisadores do KAUST produziram membranas compostas de MOF embutido em um polímero, que eles dizem que podem alcançar um desempenho excelente na desafiadora separação do gás propileno do propano.

p "Isso é revolucionário, ", diz Bavykina. O propileno é uma matéria-prima essencial para a indústria química; é usado para fazer o polímero de polipropileno usado em muitos produtos. Ele também pode ser convertido em outros polímeros e produtos químicos úteis industrialmente, mas deve primeiro ser separado do propano com o qual geralmente vem misturado.

p "Se as tecnologias atuais de separação de propano-propileno com uso intensivo de energia, com base na destilação, poderia ser substituído por nossa tecnologia de membrana MOF, então isso poderia economizar cerca de 0,1 por cento do consumo global de energia, "aponta o co-autor Shuvo Datta.

p Um desafio para a equipe era fazer um MOF cristalino se comportar como um líquido poroso. A equipe descobriu como modificar a superfície de nanopartículas de MOF relativamente grandes com grupos químicos adequados. Esta "funcionalização da superfície" permitiu que as nanopartículas formassem dispersões estáveis ​​em um solvente líquido.

p Outro desafio era garantir que os poros internos dos MOFs permanecessem vazios e capazes de absorver e permitir a permeação das moléculas de gás desejadas. Os espaços porosos e as moléculas de solvente devem ser cuidadosamente controlados para evitar que o solvente preencha as lacunas.

p "Também não é fácil demonstrar que um líquido é poroso, "Bavykina acrescenta. Os pesquisadores tiveram que desenvolver uma nova configuração experimental para conseguir isso.

p As dispersões de MOF em fase líquida podem separar misturas de gases que borbulham através delas, mas a equipe conseguiu maior flexibilidade incorporando um MOF em suas membranas de polímero flexíveis e robustas. Isso permitiu que um sistema de fluxo contínuo funcionasse por até 30 dias, produzindo propileno 97 por cento puro a partir de uma mistura de propano-propileno 50/50 que foi filtrada efetivamente pela membrana.

p A equipe agora deseja expandir seu procedimento para demonstrar seu potencial comercial. Eles também buscarão aplicá-lo a outros processos importantes de separação de gases industriais.

p O estudo é publicado em Materiais da Natureza .