Usando um polímero de manganês para separar isômeros de xileno

A estrutura e as propriedades dos poros do Mn-dhbq. (A) Representações de diferentes modos de dinâmica ou flexibilidade da estrutura:respiração, abertura-fechamento do portão ou rotação do linker e inchaço. (B) O modo de coordenação do linker dhbq. (C) As ligações de hidrogênio entre as duas cadeias 1D adjacentes dentro da estrutura (linhas tracejadas amarelas). (D) Vista em perspectiva da estrutura cristalina do Mn-dhbq sintetizado ao longo do eixo c. (E e F) Os espaços porosos dentro da estrutura Mn-dhbq sem as moléculas de água coordenadas. A célula unitária é mantida da mesma forma que a estrutura sintetizada. Os tamanhos dos poros em (E) e (F) são muito pequenos para permitir que as moléculas de xileno sejam adsorvidas. Crédito:Ciência (2022). DOI:10.1126/science.abj7659

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Zhejiang, na China, trabalhando com colegas da Universidade Rutgers, nos EUA, desenvolveu uma maneira de usar um polímero de manganês para separar isômeros de xileno. Em seu artigo publicado na revista Science , o grupo descreve o processo e observa que é mais simples e menos dispendioso do que outros métodos.
Os isômeros de xileno são importantes intermediários químicos que são frequentemente usados para fazer diferentes tipos de plásticos. Três deles são de particular valor:par, meta e orto. Infelizmente, como são sintetizados em processos padrão, eles saem unidos. Para serem úteis, eles devem ser separados. Mas fazer isso provou ser demorado e caro. Isso ocorre porque todos os três têm estruturas e pontos de ebulição semelhantes.

O trabalho dos pesquisadores envolveu encontrar um material que pudesse servir como adsorvedor – onde moléculas de um líquido ou gás formam uma película fina em uma superfície que pode ser coletada. Eles procuraram polímeros porosos de coordenação unidimensional que eram conhecidos por terem flexibilidade e identificaram o manganês, que inicialmente parecia não funcionar porque seus poros são muito pequenos. Mas os pesquisadores descobriram que, quando expostos a uma mistura de xileno, sua estrutura inchou, aumentando a distância entre as cadeias de polímeros e tornando os poros maiores. E isso permitiu a adsorção e consequente separação dos isômeros.

Os pesquisadores observam que o tamanho dos poros do manganês mudou dependendo da temperatura, portanto, ao aplicar temperaturas diferentes a uma determinada amostra, eles poderiam capturar um isômero desejado, isolando-o dos outros. Eles também observam que o processo funciona particularmente bem para isolar o para-xileno, que é o mais comumente usado na fabricação de plásticos. Eles acreditam que seu processo também deve ser atraente para os fabricantes de plástico porque evita o uso de destilação, que é notoriamente perigosa. Eles concluem afirmando que seu processo deve ser fácil de escalar, tornando-o relevante para uso em operações de grande escala. + Explorar mais