Från läskflaskor till polyesterkläder, eten är en del av många produkter vi använder varje dag. Dels för att möta efterfrågan, Shell Oil Company bygger en etan -krackningsanläggning i Beaver County, Pa., specifikt för att producera etenmolekyler från den rikliga etan som finns i naturgas. Dock, den kemiska reaktion som används för att omvandla etan till värdefull eten är ofullständig, så producerar sådana växter en oren blandning av eten och etan. Att skilja ren eten från etan är en svår och kostsam process, men en som ny forskning från University of Pittsburghs Swanson School of Engineering är på väg att effektivisera.
Tekniken undersöktes i två nya tidningar, publicerad i Journal of the American Chemical Association och Organometallics , skulle undvika flytande och destillation genom att designa ett material som endast binder etylenmolekyler, vilket skiljer dem från etan.
Etylen är en olefin - en molekyl med en omättad bindning (som omättade fetter). Nuvarande metoder för att separera eten från etan innefattar kylning av blandningen till mycket låga temperaturer, gör den flytande, och mata in den i en stor destillationskolonn, vilket är en energikrävande och kostsam process. Utvecklat av ett team som leds av professorerna Karl Johnson, Ph.D., och Götz Veser, Ph.D., från Chemical and Petroleum Engineering, och professor Nathaniel Rosi, Ph.D., från Institutionen för kemi, denna nya process skulle potentiellt spara mycket energi, minska koldioxidutsläpp och kostnader samtidigt.
Hjärtat i denna nya separationsmetod är isolerade kopparatomer som olefiner som eten kan binda starkt till. Eftersom kopparatomer naturligtvis vill klumpa ihop sig, som förstör deras förmåga att binda sig till olefiner, Pittsburgh-forskarna använde metallorganiska ramverk (MOF) för att effektivt isolera kopparatomer på rätt plats för att producera högkvalitativ eten minst 99,999 procent ren.
"Det unika med detta material är att de isolerade kopparatomerna är i rätt oxidationstillstånd och rätt geometri inom de metalliska organiska ramarna för att ge mycket hög selektivitet - högre än andra adsorptionsmetoder - och det kan enkelt skalas upp, säger Johnson, W.K. Whiteford -professor vid Institutionen för kemi- och petroleumteknik och biträdande chef för Center for Research Computing. "MOF är ett praktiskt alternativ till en ineffektiv och kostsam process."
"Designa öppna metallplatser i metall-organiska ramverk för paraffin/olefinseparationer, "publicerades i Journal of the American Chemical Society och var medförfattare av Mona H. Mohamed, Doktorsexamen, Austin Gamble Jarvi, Sunil Saxena, Doktorsexamen, och Nathaniel Rosi, Doktorsexamen, från Pitt's Chemistry Department; och Yahui Yang, Lin Li, Doktorsexamen, Sen Zhang, Johnathan Ruffley, Götz Veser, Doktorsexamen, Karl Johnson, Doktorsexamen, från Institutionen för kemi- och petroleumsteknik. Rosi har en sekundär tjänst inom kemi- och petroleumsteknik.
"Grundläggande insikter om reaktivitet och användning av öppna metallplatser i Cu (I) -MFU-4/, "publicerades i Organometallics och var medförfattare av Lin Li, Doktorsexamen, Yahui Yang, Mona H. Mohamed, Doktorsexamen, Sen Zhang, Götz Veser, Doktorsexamen, Nathaniel Rosi, Doktorsexamen, och Karl Johnson, Doktorsexamen.
