Uso de un polímero de manganeso para separar isómeros de xileno

La estructura y las propiedades de los poros de Mn-dhbq. (A) Representaciones de diferentes modos de dinámica o flexibilidad del marco:respiración, apertura-cierre de la puerta o rotación del enlazador e hinchazón. (B) El modo de coordinación del enlazador dhbq. (C) Los enlaces de hidrógeno entre las dos cadenas 1D adyacentes dentro del marco (líneas discontinuas amarillas). ( D ) Vista en perspectiva de la estructura cristalina de Mn-dhbq sintetizado a lo largo del eje c. (E y F) Los espacios porosos dentro de la estructura Mn-dhbq sin las moléculas de agua coordinadas. La celda unitaria se mantiene igual que la estructura sintetizada. Los tamaños de poro tanto en (E) como en (F) son demasiado pequeños para permitir la adsorción de moléculas de xileno. Crédito:Ciencia (2022). DOI:10.1126/ciencia.abj7659

Un equipo de investigadores de la Universidad de Zhejiang en China, en colaboración con colegas de la Universidad de Rutgers en los EE. UU., ha desarrollado una forma de utilizar un polímero de manganeso para separar los isómeros de xileno. En su artículo publicado en la revista Science , el grupo describe el proceso y señala que es más simple y menos costoso que otros métodos.

Los isómeros de xileno son importantes productos químicos intermedios que a menudo se utilizan para fabricar diferentes tipos de plásticos. Tres de ellos son de particular valor:par, meta y orto. Desafortunadamente, como se sintetizan en procesos estándar, salen unidos. Para ser útiles, deben estar separados. Pero hacerlo ha demostrado ser lento y costoso. Esto se debe a que los tres tienen estructuras y puntos de ebullición similares.

El trabajo de los investigadores implicó encontrar un material que pudiera servir como adsorbente, donde las moléculas de un líquido o gas forman una película delgada sobre una superficie que luego se puede recolectar. Buscaron polímeros porosos de coordinación unidimensional que se sabía que tenían flexibilidad e identificaron manganeso, que inicialmente parecía que no funcionaría porque sus poros son demasiado pequeños. Pero los investigadores descubrieron que cuando se exponía a una mezcla de xileno, su estructura se hinchaba, aumentando la distancia entre las cadenas de polímero y agrandando los poros. Y eso permitió la adsorción y la consiguiente separación de los isómeros.

Los investigadores señalan que el tamaño de los poros del manganeso cambia según la temperatura, por lo que al aplicar diferentes temperaturas a una muestra dada, podrían atrapar un isómero deseado, aislándolo de los demás. También señalan que el proceso funciona particularmente bien para aislar paraxileno, que es el más utilizado en la fabricación de plásticos. Creen que su proceso también debería ser atractivo para los fabricantes de plástico porque evita el uso de la destilación, que es notoriamente peligrosa. Concluyen afirmando que su proceso debería ser fácil de escalar, lo que lo hace relevante para su uso en operaciones a gran escala. + Explora más