Главная Энциклопедия Реакции Блоги Вопросы Форум Пищевые добавки Фармакология Лекарства Новости химии Ещё
Авторизация:
Главная » 2017 » Июнь » 14 » Металлоорганический каркас высасывает воду из воздуха
20:27
Металлоорганический каркас высасывает воду из воздуха
Материалы, способные к обратимому поглощению воды из воздуха могут обеспечить людей жизненно необходимой питьевой водой в засушливых регионах и в областях с недостатком пресной воды. Для коммерциализации необходимо, чтобы такие материалы обладали большой емкостью по отношению к воде, а также для адсорбции и десорбции ими воды требовались умеренные объёмы энергии.

В новой работе группа исследователей из Массачусетского технологического института, руководителем которой является Мирсея Динча (Mircea Dincă) получено металлоорганическое каркасное соединение, которое вполне сможет стать материалом для сбора воды из воздуха.



В том случае, если пористый материал обладает правильным размером пор, и внутренние каналы этого материала гидрофильны, этот материал может самопроизвольно поглощать влагу из воздуха, действуя как молекулярная губка. Для увеличения адсорбционной ёмкости материала необходимо, чтобы его поры были достаточно большими, но при этом их размер не должен превышать значения, при котором пары жидкости могут сконденсироваться непосредственно внутри материала и закупорить его внутренние каналы. Также нужно предусмотреть, чтобы вода не слишком прочно бы связывалась с элементами пор – это необходимо, чтобы для десорбции поглощенной воды требовалось бы мало энергии, для эффективности материала равно важными являются лёгкость и поглощения воды, и ее отщепления/

Исследователи из MIT работали с металлоорганическими каркасными структурами, которые ранее применялись для обратимого поглощения газообразных аммиака, хлора и брома. Эти пористые соединения характеризуются оптимальным размером пор – около 2 нанометров, и в их составе содержатся ионы марганца, кобальта или никеля, связанные лигандами-триазолятами. Полученные металлоорганические каркасные структуры гидрофильны.

При испытаниях полученных соединений исследователи обнаружили, что металлоорганическое каркасное соединение поглощает воду при относительной влажности окружающего воздуха в 28%. При 30%-ной влажности (такой параметр соответствует влажности ночного воздуха в засушливых регионах) кобальтсодержащий полимер может впитать до 90% воды от своей массы, являясь рекордсменом в области водопоглощающих материалов. Дальнейшие эксперименты показали, что для «выдавливания» воды из губки необходима температура 55 °C, то есть для этого подойдёт тепло, которое отводится из работающего двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Материал, способный эффективно поглощать воду и отдавать ее в нужный момент – только часть решения проблемы доступности воды. Для полного решения необходима не только впитывающая воду губка, но и приспособления, способные при необходимости «отжимать» её, нагревая. Ранее уже была описана система для сбора воды на основе металлоорганической каркасной структуры, в которой регенерация пористого материала осуществлялась за счет солнечной энергии. Расчёты химиков из MIT предсказывают, что использование их кобальтсодержащего каркасного полимера в уже апробированной разработке сможет извлекать из воздуха в три раза больше воды на один цикл работы устройства, и уже пытаются договориться о сотрудничестве и проверке результатов расчётов на практике.

Источник: ACS Cent. Sci. 2017, DOI: 10.1021/acscentsci.7b00186
Прикрепления: Картинка 1
Просмотров: 38 | Добавил: finrodingoldo | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0


ChemiDay не навязывает вам свое мнение. Все что вы делаете - делаете на свой страх и риск.
ChemiDay.com © 2017