Ученые из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН синтезировали пористые металлорганические каркасы (МОК), которые позволяют эффективно разделять бензол и циклогексан. Новые материалы позволят сделать производство тканей и других соединений дешевле и экологичнее.

Статья исследователей опубликована в Chemical Communications.

«В экономически развитых страх примерно треть всей производимой энергии потребляется промышленностью, а примерно половина от этой трети тратится на процессы разделения сложных химических смесей: к примеру, при переработке нефти и природного газа», — рассказал порталу «Наука в Сибири» один из авторов работы, главный научный сотрудник ИНХ СО РАН, заведующий кафедрой неорганической химии Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН Владимир Федин.

Один из самых многотоннажных процессов в промышленности — это отделение бензола от циклогексана. Оба этих вещества добываются из нефти и газа. Их молекулы представляют собой шестиугольники из атомов углерода. В циклогексане они соединены между собой одинарными связями, а в бензоле присутствуют три двойные. Циклогексан служит основой для изготовления пластмасс, нейлона и других синтетических волокон. В мире производится более пяти миллионов тонн этого вещества в год, а его рынок оценивается в 15 миллиардов долларов.

Новый метод новосибирских ученых позволяет разделять бензол и циклогексан в мягких условиях — при комнатной температуре и практически без потребления энергии. Это стало возможным благодаря использованию синтетических металл-органических каркасов, которые создали исследователи лаборатории металл-органических координационных полимеров ИНХ СО РАН на основе терефталевой кислоты и ее производных.

МОК содержат большие полости в структуре, которые соединены окнами определенного диаметра. Они похожи на губку — могут пропускать одни молекулы и не допускать проникновения других. Ученые ИНХ СО РАН смогли настроить МОК так, что они хорошо сорбировали бензол и не впускали циклогексан. Причем для этого не нужны ни нагревание, ни ректификационные колонны. Металл-органические каркасы обладают огромным преимуществом по сравнению с другими материалами, так как их можно легко модифицировать и настроить под конкретную задачу.