Los procesos de separación de gases y líquidos en la industria química podrían hacerse más eficientes y respetuosos con el medio ambiente mediante el uso de sustancias conocidas como materiales intrínsecamente porosos (MIP). Los investigadores de KAUST revisan las perspectivas de los MIP en la revista Cuentas de investigación química .

Niveen Khashab y su equipo están actualmente muy involucrados en la investigación de IPM. "Nos enfocamos en fabricar materiales que tendrán un impacto en las industrias química y petroquímica en Arabia Saudita y el mundo, "dice Niveen Khashab, el autor correspondiente de la revisión.

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

"A través de la revisión, identificamos algunos IPM con un rendimiento impresionante, "dice Gengwu Zhang, un postdoctorado en el equipo de Niveen Khashab. Explica que estos MIP, como otros materiales porosos que se están desarrollando, podría ahorrar del 70 al 90 por ciento de los costos de energía de las tecnologías existentes, con las consiguientes ventajas medioambientales.

Una ventaja clave de los IPM sobre muchos otros materiales porosos es su estabilidad y capacidad para mantener sus propiedades porosas en el sólido. líquido, estados de gas o solución. También se pueden procesar y modificar fácilmente cuando están en solución, a diferencia de muchas alternativas.

"Se pueden preparar fácilmente a gran escala utilizando materiales de partida baratos, "dice Zhang, "Algunos de ellos son incluso productos disponibles comercialmente".

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

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

Los MIP más prometedores identificados en la revisión incluyen los productos químicos ciclodextrina, cucurbiturils, pillararenes, trianglaminas y jaulas orgánicas porosas (POC). Todos estos son compuestos a base de carbono u "orgánicos". Las ciclodextrinas son estructuras de carbohidratos en forma de anillo producidas a partir de almidón natural. Los otros compuestos son productos especializados de química orgánica sintética. El potencial de estos materiales ha sido demostrado por su desempeño en la separación de gases industriales comunes y derivados líquidos del benceno químico industrial central.

Khashab explica que el equipo de KAUST ahora está abordando el desafío de ampliar su propio trabajo en IPM, diciendo:"Hemos iniciado conversaciones con Aramco para un plan piloto para separaciones de líquidos que debería comenzar este año".