Penjerap bukannya sejuk 10.11.2018

Dalam dunia hari ini, kita dikelilingi oleh polimer di semua sisi. Terdapat begitu banyak daripada mereka sehingga sisa polimer adalah masalah serius bagi lautan - tetapi di sini, seperti yang mereka katakan, mereka sendiri yang harus dipersalahkan. Namun, selain masalah pembaziran, ada satu lagi.

Hakikatnya ialah pengeluaran polimer adalah proses yang sangat mahal dari segi tenaga. Sebagai contoh, sebelum beg konvensional boleh dibuat daripada polietilena, polietilena itu sendiri mesti dibuat terlebih dahulu daripada etilena. Dan sebelum itu, dapatkan etilena, kerana ia tidak terdapat di alam semula jadi. Etilena dihasilkan daripada hidrokarbon lain menggunakan proses yang dipanggil pirolisis: bahan mentah hidrokarbon dipanaskan dalam radas khas, akibatnya molekul besar berpecah kepada yang lebih kecil, di antaranya terdapat etilena. Tetapi sebagai tambahan kepada etilena yang kita perlukan, banyak lagi bahan yang berbeza terbentuk yang entah bagaimana mesti dikeluarkan daripada campuran ini, kerana etilena mestilah mempunyai tahap ketulenan yang sangat tinggi untuk menghasilkan polietilena.

Proses pengasingan dan penulenan adalah asas kepada semua pengeluaran kimia. Tidak begitu sukar untuk mendapatkan beberapa bahan - sukar untuk memisahkannya dari yang lain kemudian. Untuk tujuan ini, kilang mempunyai pemasangan yang besar, dan mereka juga menggunakan sumber secara berkadar. Kekotoran bermasalah utama dalam etilena ialah etana "saudara" kimia aslinya. Kedua-duanya sangat serupa dalam sifat mereka dan oleh itu sangat sukar untuk memisahkannya antara satu sama lain. Untuk ini, tumbuhan membina tumbuhan kriogenik kompleks yang membersihkan etilena daripada etana pada suhu rendah dan tekanan tinggi. Sememangnya, ini bukan sahaja menjadikan pengeluaran lebih mahal, tetapi juga membawa kepada pelepasan yang tidak perlu ke dalam alam sekitar dan penggunaan sumber.

Satu penyelesaian yang mungkin untuk masalah ini ialah penggunaan bahan penjerap. Daripada menyejukkan, memampatkan dan memanaskan berjuta-juta tan campuran gas, adalah lebih baik untuk menyalurkannya melalui sejenis penapis yang menyerap etana dan memberikan etilena tulen di pintu keluar. Para penyelidik telah bergelut selama bertahun-tahun untuk mencipta bahan tersebut. Beberapa tahun yang lalu, etana dan etilena diasingkan menggunakan rangka kerja logam-organik (MOF), tetapi dengan satu "tetapi" yang sangat penting. Penjerap yang dibangunkan mengekalkan etilena, tetapi, sebaliknya, biarkan etana masuk. Iaitu, pemisahan berlaku sebaliknya - bukan etilena dibersihkan daripada etana, tetapi etana daripada etilena. Mengambil kira hakikat bahawa dalam keadaan sebenar campuran mengandungi lebih banyak etilena, kerja tambahan diperolehi, yang tidak lebih baik daripada pemisahan kriogenik.

Penyelidik dari China dan AS telah mendedahkan bahan yang menghilangkan etana daripada campuran tanpa menyentuh etilena. Penjerap ini ialah struktur rangka logam-organik berasaskan besi, namun, tidak seperti reka bentuk terdahulu, atom oksigen diletakkan pada atom besi. Struktur molekul sedemikian ternyata dapat mengikat molekul etana dengan berkesan, manakala molekul etilena tidak melekat pada "reseptor" sedemikian. Akibatnya, penjerap yang terhasil menjadi mampu "betul" memisahkan campuran etana-etilena dalam satu peringkat: mengikat etana dan melepasi etilena.