Szyte na miarę? Krok naprzód w dziedzinie syntetycznych glinokrzemianów.

Dzisiaj o syntetycznym zeolicie, ale pełniącym niezwykle istotną rolę w ekologii. Syntetyczne zeolity mają duże znaczenie w wielu dziedzinach światowej gospodarki. Tym, co decyduje o tak dużej popularności zeolitów jest przede wszystkim skuteczność absorpcji oraz katalizy, połączona z wysoką selektywnością, co daje szerokie możliwości wykorzystania ich w charakterze sit molekularnych. Z tego powodu, naukowcy od kilkudziesięciu lat prowadzą badania, mające usprawnić proces produkcji syntetycznych zeolitów, których parametry odpowiadałyby ściśle określonym założeniom, wynikającym z konkretnych zastosowań.

Najnowsze badania, przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców, nie tylko pozwoliły dogłębnie rozpracować strukturę wysoce złożonych zeolitów, ale też umożliwiły użycie tej wiedzy do tworzenia od podstaw całkowicie nowych struktur. Odkrycie to posiada bardzo duże znaczenie praktyczne, bowiem otwiera drogę do syntezowania zeolitów o bardzo precyzyjnie określonych właściwościach. Dzięki temu, możliwe będzie tworzenie zeolitów „szytych na miarę”, mających parametry wymagane w konkretnych procesach produkcyjnych.

Oczywiście, tego rodzaju próby były podejmowane już wcześniej, jednak wiązały się głównie z modyfikacją zeolitów już istniejących. W oparciu o organiczne lub nieorganiczne szablony, produkowano zeolity, które jednak nie zawsze odpowiadały zamierzeniom twórców, bowiem dopiero po zakończeniu modyfikacji jasne było, czy finalny produkt posiada wymagane właściwości, czy też nie.

Teraz, dzięki międzynarodowej współpracy naukowców, udało się rozwiązać ten problem. Zespół wzorował się na zeolicie ZSM-25, który po raz pierwszy został stworzony 25 lat temu. Wybraliśmy ZSM-25, ponieważ może on być potencjalnie użyteczny w adsorpcji CO2, która również leżała w kręgu naszych zainteresowań, mówi Paul Wright (University of St. Andrews, Wielka Brytania). Wiadomo było, że ZSM-25 posiada podobną strukturę do innego zeolitu, PAU, która została już kiedyś rozpracowana. Specjaliści z Uniwersytetu w Sztokholmie, używając specyficznych technik dyfrakcji elektronowej, zbadali oba typy zeolitów i odkryli, że ZSM-25 jest w rzeczywistości rozszerzoną wersją PAU. Każdy z nich zawiera krzemian w formie siedmiu odrębnych elementów, które łączą się, tworząc skomplikowany, trójwymiarowy kompleks. Obydwa zeolity mają podobną strukturę, złożoną z łańcuchów krzemianowych, połączonych w specyficzne sekwencje. Naukowcy udowodnili, że podobnie, jak rozszerzając PAU można otrzymać ZSM-25, tak samo stosując tzw. kodowanie strukturalne, można z ZSM-25 można otrzymać zupełnie nowe typy zeolitów.

Teoretyczne kalkulacje, niezbędne do przewidzenia nowych struktur, zostały przeprowadzone w POSTECH w Korei Południowej. Na podstawie przeprowadzonych ekspertyz, koreańskim naukowcom udało się przewidzieć dwa nowe typy zeolitów, stanowiących rozszerzenie ZSM-25. Jest to niezwykle istotne odkrycie, bowiem stanowi początek procesu produkcji szeregu nowych zeolitów, których własności użytkowe są bardzo pożądane w wielu dziedzinach gospodarki.

Michael Deem z Rice University w Stanach Zjednoczonych, komentując najnowsze odkrycie, stwierdził: “Zasada konstrukcyjna, wyjaśniona tutaj, w połączeniu ze szczegółową wiedzą na temat tempa wzrostu komórek zeolitowych, zapewnia wyjątkowo skuteczne narzędzie do racjonalnej syntezy nowych struktur zeolitów”. Czy więc wkrótce możliwe będzie „szycie zeolitów na miarę”, w zależności od konkretnych zastosowań? Wszystko wskazuje na to, że właśnie rozpoczęliśmy nową epokę, w której takie rzeczy będą możliwe.

źródło: http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/07/tailored-zeolite-synthesis-takes-big-step-forward

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *