Khung hữu cơ cộng hóa trị được sản xuất bền vững có thể được sử dụng để thu giữ CO₂ hiệu quả
bởi Đại học Heinrich-Heine Duesseldorf
Trên cơ sở axit photphonic, nhóm nghiên cứu đã phát triển một khung hữu cơ cộng hóa trị ổn định, có khả năng thu giữ carbon dioxide (CO2). Tín dụng: HHU/Gündog Yücesan
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Heinrich Heine Düsseldorf (HHU) và Đại học Siegen đứng đầu đã tổng hợp một hợp chất mới, tạo thành cái gọi là khung hữu cơ cộng hóa trị. Hợp chất này, dựa trên axit photphonic cô đặc, ổn định và có thể, ví dụ, được sử dụng để thu giữ carbon dioxide (CO2), như các nhà nghiên cứu mô tả trong Nature Communications.
Khung hữu cơ cộng hóa trị (COF) là một loại vật liệu tinh thể xốp tạo thành các cấu trúc giống như giàn giáo. Thuật ngữ "cộng hóa trị" biểu thị rằng các liên kết hóa học giữa các khối xây dựng riêng lẻ của khung được hình thành thông qua các cặp electron chung.
Một nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Gündoğ Yücesan, Trưởng nhóm nghiên cứu Heisenberg Junior tại Phân ban Vật liệu nano xốp và nano tại HHU và Giáo sư Tiến sĩ Jörn Schmedt auf der Günne, trưởng nhóm Hóa học vật liệu vô cơ tại Đại học Siegen, hiện đang trình bày một phương pháp tiếp cận đơn giản đối với họ khung này, các thành viên trong nhóm đặc biệt ổn định và hứa hẹn tiềm năng ứng dụng lớn.
Các nhà nghiên cứu từ Berlin, Bremen, Saarbrucken, Thổ Nhĩ Kỳ và Vương quốc Anh cũng tham gia vào nghiên cứu này.
Lớp khung hữu cơ cộng hóa trị polyphosphonate được đặc trưng bởi các liên kết phốt pho-oxy-phốt pho, bao gồm các khối xây dựng axit phosphonic hữu cơ đơn giản và—gần giống như những viên gạch Lego—có thể được ghép lại với nhau bằng cách nung nóng chúng đến nhiệt độ chỉ khoảng 200 độ C.
Tiến sĩ Yücesan cho biết, "Đặc tính đặc biệt của các COF này là, mặc dù điều kiện tổng hợp nhẹ nhàng, chúng vẫn thể hiện tính ổn định tốt với nước và hơi nước, nghĩa là—trái ngược với các hợp chất được phát triển cho đến nay—chúng có thể được sử dụng trong nước và chất điện phân."
Một cột mốc nữa là sự phát triển của một lộ trình tổng hợp bền vững. Yücesan cho biết, "Lần đầu tiên, một quy trình tổng hợp trạng thái rắn đã được phát triển cho COF, có thể thực hiện hoàn toàn mà không cần dung môi. Phương pháp này cho phép sản xuất với chi phí thấp, có thể mở rộng quy mô từ kilôgam đến tấn, giúp tiết kiệm chi phí hơn so với các vật liệu vi xốp khác.
Một thách thức đối với các nhà nghiên cứu là các hợp chất không kết tinh tốt và ở dạng vô định hình. Họ đã thành công trong việc tìm ra bằng chứng về các liên kết bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân.
Giáo sư Schmedt auf der Günne cho biết, "Nếu chúng ta không thể sử dụng các trạng thái chung của các hạt nhân nguyên tử phốt pho lân cận, thì cấu trúc liên kết của chất này sẽ vẫn nằm trong bóng tối và các tính chất của nó sẽ không được hiểu rõ".
Các loại polyphosphonates loại này có tiềm năng ứng dụng lớn. Các cấu trúc khung có thể thu giữ khí nhà kính có hại CO2. Chỉ cần một thay đổi nhỏ về áp suất cũng có thể giải phóng khí này trở lại.
Các tác giả của nghiên cứu lưu ý rằng "Những chất như vậy là cần thiết để làm sạch khí thải và ngăn ngừa khí thải nhà kính".
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
