I processi di separazione di gas e liquidi nell'industria chimica potrebbero essere resi più efficienti e rispettosi dell'ambiente utilizzando sostanze note come materiali intrinsecamente porosi (IPM). I ricercatori KAUST esaminano le prospettive per gli IPM nella rivista Conti di ricerca chimica .

Niveen Khashab e il suo team sono attualmente fortemente coinvolti nella ricerca IPM. "Ci concentriamo sulla produzione di materiali che avranno un impatto sulle industrie chimiche e petrolchimiche in Arabia Saudita e nel mondo, "dice Niveen Khashab, l'autore corrispondente della recensione.

I materiali IPM possono separare gas e liquidi senza utilizzare metodi tradizionali ad alta temperatura come la distillazione a caldo.

"Attraverso la recensione, abbiamo identificato alcuni IPM con prestazioni impressionanti, "dice Gengwu Zhang, un postdoc nella squadra di Niveen Khashab. Spiega che questi IPM, come altri materiali porosi in fase di sviluppo, potrebbe risparmiare dal 70 al 90 percento dei costi energetici delle tecnologie esistenti, con conseguenti vantaggi ambientali.

Un vantaggio chiave degli IPM rispetto a molti altri materiali porosi è la loro stabilità e capacità di mantenere le loro proprietà porose nel solido, liquido, stati del gas o della soluzione. Possono anche essere prontamente processati e modificati quando sono in soluzione, a differenza di molte alternative.

"Possono essere facilmente preparati su larga scala utilizzando materiali di partenza economici, "dice Zhang, "Alcuni di loro sono anche prodotti disponibili in commercio".

Gli IPM hanno diverse strutture chimiche, ma hanno in comune la proprietà di essere permeati da pori che hanno dimensioni e natura chimica che li rendono adatti a separare e purificare molecole diverse. La struttura dei pori determina quali sostanze chimiche possono adsorbire selettivamente, bloccare o consentire il passaggio.

Gli autori di KAUST hanno esaminato lo stato della ricerca in diversi IPM, che vanno da grandi molecole singole con pori interni a complessi giganti di molecole tenute insieme da deboli interazioni multimolecolari.

Gli IPM più promettenti identificati nella revisione includono le sostanze chimiche ciclodestrina, cucurbiturili, pilastrini, trianglamine e gabbie organiche porose (POC). Questi sono tutti composti a base di carbonio o "organici". Le ciclodestrine sono strutture di carboidrati ad anello prodotte dall'amido naturale. Gli altri composti sono prodotti specializzati della chimica organica sintetica. Il potenziale di questi materiali è stato dimostrato dalle loro prestazioni nella separazione di gas industriali comuni e derivati ​​liquidi del benzene chimico industriale centrale.

Khashab spiega che il team KAUST sta ora affrontando la sfida di ampliare il proprio lavoro sugli IPM, dicendo:"Abbiamo avviato discussioni con Aramco per un piano pilota per la separazione dei liquidi che dovrebbe iniziare quest'anno".