La struttura e le proprietà dei pori di Mn-dhbq. (A) Rappresentazioni di diverse modalità di dinamica o flessibilità della struttura:respirazione, apertura-chiusura del cancello o rotazione del linker e gonfiore. (B) La modalità di coordinamento del linker dhbq. (C) I legami idrogeno tra le due catene 1D adiacenti all'interno del quadro (linee tratteggiate gialle). (D) Vista prospettica della struttura cristallina di Mn-dhbq sintetizzato lungo l'asse c. (E e F) Gli spazi dei pori all'interno della struttura Mn-dhbq senza le molecole d'acqua coordinate. La cellula unitaria viene mantenuta uguale alla struttura sintetizzata. Le dimensioni dei pori sia in (E) che in (F) sono troppo piccole per consentire l'assorbimento delle molecole di xilene. Credito:Scienza (2022). DOI:10.1126/science.abj7659
Un team di ricercatori dell'Università di Zhejiang in Cina, in collaborazione con i colleghi della Rutgers University negli Stati Uniti, ha sviluppato un modo per utilizzare un polimero di manganese per separare gli isomeri dello xilene. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il processo e osserva che è più semplice e meno costoso di altri metodi.
Gli isomeri dello xilene sono importanti intermedi chimici che vengono spesso utilizzati per produrre diversi tipi di plastica. Tre di loro sono di particolare valore:par, meta e ortho. Sfortunatamente, poiché sono sintetizzati in processi standard, escono legati insieme. Per essere utili, devono essere separati. Ma farlo si è rivelato dispendioso in termini di tempo e denaro. Questo perché tutti e tre hanno strutture e punti di ebollizione simili.
Il lavoro dei ricercatori ha comportato la ricerca di un materiale che potrebbe fungere da adsorbitore, in cui le molecole di un liquido o di un gas formano una pellicola sottile su una superficie che può quindi essere raccolta. Hanno cercato polimeri porosi di coordinazione unidimensionali che erano noti per avere flessibilità e hanno identificato il manganese, che inizialmente sembrava non funzionare perché i suoi pori sono troppo piccoli. Ma i ricercatori hanno scoperto che quando esposto a una miscela di xilene, la sua struttura si gonfiava, aumentando la distanza tra le catene polimeriche e allargando i pori. E ciò ha consentito l'adsorbimento e la conseguente separazione degli isomeri.
I ricercatori osservano che la dimensione dei pori del manganese cambiava a seconda della temperatura, quindi applicando temperature diverse a un dato campione potevano intrappolare un isomero desiderato, isolandolo dagli altri. Notano anche che il processo funziona particolarmente bene per isolare il para-xilene, che è il più comunemente usato nella produzione della plastica. Ritengono che il loro processo dovrebbe anche essere attraente per i produttori di plastica perché evita l'uso della distillazione, che è notoriamente pericolosa. Concludono affermando che il loro processo dovrebbe essere facile da scalare, il che lo rende rilevante per l'uso in operazioni su larga scala. + Esplora ulteriormente
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