Kendinden Gözenekli Malzemeler (IPMs) Önemli Endüstriyel Kimyasalları Düşük Sıcaklıklarda Ayırabilir ve Saflaştırabilir
Kimya endüstrisindeki gaz ve sıvı ayırma prosesleri, yapısı itibariyle gözenekli olarak bilinen IPMs(Intrinsically Porous Materials) maddeleri kullanılarak daha verimli ve çevre dostu hale getirilebilir. KAUST(King Abdullah University of Science and Technology) araştırmacıları IPMs için mevcut olasılıkları Accounts of Chemical Research dergisinde değerlendiriyor.
Niveen Khashab ve ekibi bugünlerde IPM araştırmasında büyük oranda yer almaktadır. Araştırmanın ilgili yazarı Niven Khashab ‘Biz Sudi Arabistan ve dünyada kimya ve petrokimya endüstrileri üzerinde etkisi olacak malzemeler yapmaya odaklanıyoruz.’ diyor.
IPM malzemeleri ısıyla çalışan distilasyon gibi geleneksel yüksek sıcaklık metodlarını kullanmadan gazları ve sıvıları ayırabilir.
Niven Khashab’ın ekibinde yer alan doktora sonrası çalışmalarını sürdüren Gengwu Zhang ‘Araştırma süresince bazı IPMs’lerde etkileyici performanslar tespit ettik.’ Diyor. Bu IPM’lerin geliştirilmekte olan diğer gözenekli malzemeler gibi , mevcut teknolojilerin enerji maliyetlerinde %70 ile %90 arasında tasarruf sağlayabileceğini ve bunun sonucunda çevresel avantajlar sağlayabileceğini açıklıyor.
IPM’ lerin diğer birçok malzemeye göre önemli bir avantajı kararlı yapıda olmaları ve gözenekli özelliklerini katı, sıvı, gaz ve çözelti hallerinde muhafaza etme yetenekleridir. Ayrıca birçok alternatife göre çözelti halindeyken kolayca işlenebilir ve değiştirilebilirler.
Zhang ‘ Ucuz başlangıç malzemeleri kullanılarak büyük ölçekte kolayca hazırlanabilirler.’ diyor, ‘ Bu maddelerden bazıları ticari olarak ulaşılabilen ürünlerdir.’
IPMs çeşitli kimyasal yapılara sahiptirler, fakat molekülleri ayırmak ve saflaştırmak için onları daha elverişli hale getiren boyut ve kimyasal yapılara sahip gözeneklerle nüfuz etme özelliğini paylaşırlar. Gözeneklerin yapısı hangi kimyasalların adsorbe edilebileceğini, engellenebileceğini yada geçişine izin verilebileceğini belirler.
KAUST yazarları, iç gözeneklere sahip büyük özel moleküllerden tutun da zayıf çok moleküllü etkileşimlerle bir arada tutulan çok büyük molekül topluluklarına kadar çeşitli IPM’lerde araştırma durumunu gözden geçirdiler.
Araştırmada belirlenen en umut verici IPM’ler arasında siklodekstrin, kabakgiller,pillararenler,triangaminler ve gözenekli organik kafesler(POCs) bulunmaktadır. Bunların tümü karbon bazlı veya ‘organik’ bileşiklerdir. Siklodekstrinler, doğal nişastadan üretilen halka benzeri karbonhidrat yapılardır. Diğer bileşikler, sentetik organik kimyanın özel ürünleridir. Bu malzemelerin potansiyeli, ortak endüstriyel gazları ve merkezi endüstriyel kimyasal benzenin sıvı türevlerini ayırmadaki performansları ile gösterilmiştir. Khashab, KAUST ekibinin artık IPM’lerle ilgili kendi çalışmalarını büyütme zorluğuna değindiğini açıklıyor: “Aramco ile bu yıl başlaması gereken sıvı ayırma pilot planı için görüşmeler başlattık.”
Kaynak: chemeurope
