Металл-органическая каркасная структура (MOF) — это класс гибридных веществ, которые могу отделять углеводороды от органических молекул в процессе очистки нефти. MOF крайне важны для нефтепереработки — ведь с их помощью реакцию провести намного дешевле и проще, рассказывает Phys.org. Но была одна проблема: до настоящего момента не было MOF, которая может «выловить» этилен, отделив его от этана.

Эта молекула — основа полиэтилена, самого распространенного пластика. Именно из него делают одноразовые пакеты и массу других повседневных вещей. Для этого ежегодно из нефти выделяют 170 млн тонн этилена. Его очистка подразумевает охлаждение углеводородов до температуры в районе -100 градусов, а это крайне энергзатратно.

Ученым из Национального институт стандартов и технологий после нескольких лет работы удалось создать каркас, который пропускает молекулы этилена, а не этана, как это обычно бывает.

MOF-74 фильтрует не только этилен, но и другие углеводороды. Это послужило хорошей отправной точкой. После этого ученым предстояло найти способ разрушить химические связи между углеродом и водородом.

Для этого они обратились к соединению, содержащему пероксид железа. Этот элемент может отвлекать на себя этан. Исследователи модифицировали стенки MOF-74 таким образом, чтобы они напоминали по структуре это соединение. На схеме «железная» группа обозначена красным, этан — синим, а этанол — оранжевым.

«Мы доказали, что это перспективный путь, — утверждает Вэй Чжоу, — но не утверждаем, что наш материал настолько хорош, что его невозможно улучшить. Наша дальнейшая цель — существенно увеличить его селективность».

Для улавливания этилена из выбросов СО2 канадские ученые предлагают использовать тонкий медный катализатор, который они научились защищать от агрессивной среды. В результате катализатор работает в 15 раз дольше.