11.03.2021 - King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)

Una tecnología de separación química genial

Una categoría diversa de materiales porosos puede separar y purificar productos químicos industriales clave a bajas temperaturas

Los procesos de separación de gases y líquidos en la industria química podrían ser más eficaces y respetuosos con el medio ambiente si se utilizaran sustancias conocidas como materiales intrínsecamente porosos (MIP). Los investigadores de la KAUST analizan las perspectivas de los MIP en la revista Accounts of Chemical Research.

Niveen Khashab y su equipo están actualmente muy involucrados en la investigación de los MIP. "Nos centramos en la fabricación de materiales que tendrán un impacto en las industrias química y petroquímica de Arabia Saudí y del mundo", afirma Niveen Khashab, autora correspondiente de la reseña.

Los materiales IPM pueden separar gases y líquidos sin utilizar métodos tradicionales de alta temperatura, como la destilación por calor.

"A través de la revisión, identificamos algunos MIP con un rendimiento impresionante", dice Gengwu Zhang, un postdoctorado en el equipo de Niveen Khashab. Explica que estos MIP, al igual que otros materiales porosos que se están desarrollando, podrían ahorrar entre el 70 y el 90 por ciento de los costes energéticos de las tecnologías existentes, con las consiguientes ventajas medioambientales.

Una de las principales ventajas de los MIP frente a muchos otros materiales porosos es su estabilidad y capacidad para mantener sus propiedades porosas en estado sólido, líquido, gaseoso o en solución. Además, pueden procesarse y modificarse fácilmente cuando están en solución, a diferencia de muchas otras alternativas.

"Pueden prepararse fácilmente a gran escala utilizando materiales de partida baratos", dice Zhang. "Algunos de ellos son incluso productos disponibles en el mercado".

Los MIP tienen estructuras químicas diversas, pero comparten la propiedad de estar permeados de poros que tienen tamaños y naturalezas químicas que los hacen adecuados para separar y purificar diferentes moléculas. La estructura de los poros determina qué sustancias químicas pueden adsorber, bloquear o dejar pasar selectivamente.

Los autores de la KAUST revisaron el estado de la investigación sobre varios MIP, que van desde grandes moléculas individuales con poros internos hasta gigantescos conjuntos de moléculas unidas por débiles interacciones multimoleculares.

Entre los MIP más prometedores identificados en la revisión se encuentran las sustancias químicas ciclodextrina, cucurbiturilos, pillarenos, trianglaminas y jaulas orgánicas porosas (POC). Todos ellos son compuestos basados en el carbono u "orgánicos". Las ciclodextrinas son estructuras de carbohidratos en forma de anillo producidas a partir del almidón natural. Los demás compuestos son productos especializados de la química orgánica sintética. El potencial de estos materiales ha quedado demostrado por su rendimiento en la separación de gases industriales comunes y derivados líquidos del producto químico industrial central, el benceno.

Khashab explica que el equipo de la KAUST está abordando ahora el reto de ampliar su propio trabajo sobre los MIP: "Hemos iniciado conversaciones con Aramco para un plan piloto de separación de líquidos que debería comenzar este año".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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