03/11/2014 - Nouvelle technologie pour la séparation des gaz par membranes

Menéame

Enquêteurs Institut de technologie chimique, centre mixte du Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC), avec Universitat Politècnica deValència, ont développé une nouvelle technologie pour la séparation des gaz par membranes. Le travail, publié dans le dernier numéro de la revue Nature Materials, pourrait avoir des applications dans divers secteurs industriels.

Les membranes de composés ultrafines ou nanolamines sont des nanostructures à deux dimensions qui ont un potentiel important en tant que composants fonctionnels dans des domaines tels que l’opto-électronique, le stockage de l’énergie et la séparation des gaz. L’utilisation de composés métal-organiques (MOFs) très poreux dans la préparation des nanolamines pourrait élargir la portée de leur fonctionnalité. Les MOFs sont composés de liens entre atomes de métal et molécules organiques avec de nombreuses applications industrielles. Cependant, la synthèse des MOF sous forme de nanolamines autoportées est encore compliquée.

Avelino Corma, chercheur du CSIC à l’Institut de technologie chimique, explique: "Ce que nous avons fait pour résoudre le problème du support de la nanolamine de MOFs a été de l’intégrer dans une matrice polyaméricaine. Les tests de tomographie que nous avons effectués par la suite en utilisant le microscope à faisceau d’ions ciblé ont révélé que le matériau mixte qui en résulte possède d’excellentes propriétés pour la séparation des gaz, ainsi qu’une augmentation inhabituelle et très bénéfique de la sélectivité de séparation avec la pression."

"Notre approche pour la synthèse des nanolamines de MOFs dans les matrices polymères peut être étendue à d’autres structures de MOF en ouvrant de nouvelles possibilités pour la création de matériaux composites ultrafines avec des applications dans de nombreux secteurs industriels," explique Francesc Llabres, également chercheur du CSIC à l’Institut de Technologie Chimique.

L’utilisation de membranes pour la séparation des gaz présente un certain nombre d’avantages par rapport à d’autres technologies alternatives, telles que la distillation cryogénique, la condensation ou l’absorption par des amines, qui nécessitent généralement un changement de phase de gaz à liquide du mélange de gaz à séparer et qui entraîne un coût énergétique supplémentaire très important. En outre, l’utilisation de membranes pour la séparation des gaz permet de construire des unités de moins grande taille que celles d’autres installations, telles que l’extraction par amines, et leur impact sur l’environnement est donc également moindre.

Des chercheurs des groupes Catalysis Engineering et du Kavli Institute of Nanoscience de l’Université technique de Delft (Pays-Bas) et du Max Planck Institut für Kohlenforschung (Allemagne) ont également participé à ce travail. 

Réf.

T. Rodenas, I. Luz, G. Prieto, B. Seoane, H. Miro, A. Corma, F. Kapteijn, F. X. Llabrés i Xamena and J. Gascon. Metal-organic-framework nanosheets in polymer composite materials for gas separation applications. Nature Materials. DOI: 10.1038/nmat4113

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CSIC

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