Во многих технологических процессах используются стадии выделения тех или иныхвеществ из общей массы продуктов. Уже долгие годы для этих целей применяют цеолиты- неорганические вещества природного или синтетического происхождения. Ученыеиз Иллинойса представили свою новую разработку – молекулярное
сито на основеметаллопорфиринов, которое скоро может заменить цеолиты.
Цеолиты являются чрезвычайно важным материалом для химической и нефтехимическойпромышленности. С их помощью разделяют жидкости и газы, причем разделение основанона размерах молекул, поэтому иногда их называют еще молекулярными ситами. Применениямолекулярных сит чрезвычайно разнообразны – от производства биоразлагаемых детергентовдо обеспечения гигроскопичности в газопроводах и каталитического крекинга тяжелыхфракций нефти. Новый класс веществ, открытый Кеннетом Сасликом (Kenneth S. Suslick)и его коллегами в университете штата Иллинойс, сможет заменить цеолиты во многихиз этих применений. Новый материал почти на 50% состоит из пустого пространства,которое может быть использовано для удержания в нем молекул заданной формы иразмера, в том числе и молекул воды. Новый материал по существу является органическиманалогом цеолитов, и при этом он связывает воду быстрее и более прочно, чем самыелучшие дегидратирующие реагенты, и имеет больший объем поглощаемый воды. В отношениидругих молекул новый материал проявляет высокую селективность – только молекулыопределенных размеров могут поглотиться адсорбентом.
Получение органических аналогов цеолитов в течение долгого времени оставалосьнеразрешимой проблемой для химиков. Полученные ранее материалы не удовлетворялиосновным критериям – они были недостаточно пористыми или разрушались в процессепорообразования. Новый органический материал синтезируется из металлопорфиринов- молекул тороидальной формы, которые могут захватывать металлы в центре “дыркиот бублика”. Такое строение молекулы используется природой в гемоглобине и хлорофилле.
При нагревании смеси кислотного производного порфирина и хлорида кобальта при200 градусах ученые получили новый адсорбент, который продемонстрировал замечательныевозможности по удалению воды из органических растворителей, а также по адсорбциидругих молекул. Поскольку в центре полости содержится ион металла, входящий всостав порфирина, адсорбент можно использовать и для проведения каталитическихреакций непосредственно на поверхности или в объеме материала. Эта возможностьособенно привлекательна для технологов, поскольку с помощью катализаторов такоготипа можно будет получать молекулы, которые невозможно или невыгодно производитьиным способом.