Utilisation d'un polymère de manganèse pour séparer les isomères du xylène

La structure et les propriétés des pores de Mn-dhbq. (A) Représentations de différents modes de dynamique ou de flexibilité du cadre :respiration, ouverture-fermeture de la porte ou rotation de l'éditeur de liens et gonflement. (B) Le mode de coordination du lieur dhbq. (C) Les liaisons hydrogène entre les deux chaînes 1D adjacentes dans le cadre (lignes pointillées jaunes). (D) Vue en perspective de la structure cristalline du Mn-dhbq tel que synthétisé le long de l'axe c. (E et F) Les espaces poreux dans la structure Mn-dhbq sans les molécules d'eau coordonnées. La cellule unitaire est conservée comme la structure telle que synthétisée. Les tailles de pores dans (E) et (F) sont trop petites pour permettre aux molécules de xylène d'être adsorbées. Crédit :Sciences (2022). DOI :10.1126/science.abj7659

Une équipe de chercheurs de l'Université du Zhejiang en Chine, en collaboration avec des collègues de l'Université Rutgers aux États-Unis, a mis au point un moyen d'utiliser un polymère de manganèse pour séparer les isomères du xylène. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit le processus et note qu'il est plus simple et moins coûteux que d'autres méthodes.

Les isomères du xylène sont des intermédiaires chimiques importants qui sont souvent utilisés pour fabriquer différents types de plastiques. Trois d'entre eux ont une valeur particulière :par, meta et ortho. Malheureusement, comme ils sont synthétisés dans des processus standards, ils sortent liés les uns aux autres. Pour être utiles, ils doivent être séparés. Mais cela s'est avéré long et coûteux. En effet, les trois ont des structures et des points d'ébullition similaires.

Le travail des chercheurs consistait à trouver un matériau qui pourrait servir d'adsorbeur, où les molécules d'un liquide ou d'un gaz forment un film mince sur une surface qui peut ensuite être collectée. Ils ont recherché des polymères poreux de coordination unidimensionnels connus pour leur flexibilité et ont identifié le manganèse, qui semblait initialement ne pas fonctionner parce que ses pores étaient trop petits. Mais les chercheurs ont découvert que lorsqu'il était exposé à un mélange de xylène, sa structure gonflait, augmentant la distance entre les chaînes polymères et agrandissant les pores. Et cela a permis l'adsorption et la séparation consécutive des isomères.

Les chercheurs notent que la taille des pores du manganèse changeait en fonction de la température, donc en appliquant des températures différentes à un échantillon donné, ils pouvaient piéger un isomère souhaité, l'isolant des autres. Ils notent également que le processus fonctionne particulièrement bien pour isoler le para-xylène, qui est le plus couramment utilisé dans la fabrication des plastiques. Ils pensent que leur procédé devrait également être attrayant pour les fabricants de plastique car il évite l'utilisation de la distillation, qui est notoirement dangereuse. Ils concluent en affirmant que leur processus devrait être facile à mettre à l'échelle, ce qui le rend pertinent pour une utilisation dans des opérations à grande échelle. + Explorer plus loin