В лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН получен патент на металлорганическую каркасную структуру (МОКС) бензолтрикарбоксилата иттрия (III) Y-BTC для аккумулирования водорода и способ ее получения. МОКС представляет собой адсорбент, который имеет прецизионную пористую структуру с узким распределением пор по размерам. Он обладает повышенными адсорбционными свойствами по водороду и может применяться для адсорбционного аккумулирования и селективного разделения веществ, в том числе для хранения и транспортировки водорода и выделения и очистки инертных газов. Стоимость производства МОКС таким методом ниже, потому что при синтезе используется меньшее количество веществ.
Металл-органические каркасные структуры на основе редкоземельных элементов обладают хорошей химической и гидротермальной стабильностью, а также большой удельной поверхностью — до 850 кв.м/г. Эксперименты показали, что микропористая структура сохраняется до температуры 450-500 градусов.
«Металл-органические каркасные структуры представляют собой трехмерные пористые каркасы, образованные с помощью координационной связи между ионами металлов и органическими лигандами. Так как лиганды соединяются одновременно с несколькими ионами металла, образуется бесконечная структура с полостями, в которых адсорбируются молекулы газа, — объяснил один из авторов работы, аспирант лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН Александр Гринченко. — РЗЭ обладают высоким координационным числом, что открывает возможность синтеза структур с уникальными свойствами»
Особенность синтеза металлорганических каркасных структур состоит в том, что получаемая структура крайне чувствительна к условиям синтеза, в том числе температуре и используемому растворителю. Меняя условия синтеза, для одной и той же пары металл-лиганд можно получать структуры с различными характеристиками и изготавливать адсорбент с заданным размером пор.
«МОКС — это дорогая технология, что задерживает их распространение, за исключением тех областей, где необходимы их уникальные свойства, как, например, регулярная пористая структура. Поэтому у МОКС узкое распределение пор по размерам, что позволяет использовать их для селективного разделения газов», — отметил Александр Гринченко.