ENGINEERINGNET -- Een nieuw 'metal organic framework' (MOF) blijkt onderscheid te kunnen maken tussen isomeren van hexaan. Professor Rajamani Krishna van het Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences (UvA) droeg bij met computersimulaties. Het nieuwe materiaal kan de productie van benzine verbeteren.
Een significante verbetering in de productie van benzine is het verwijderen van 'slecht brandende' hexaanmoleculen. Hexaanmoleculen bevatten steeds zes koolstofatomen, maar deze atomen kunnen op verschillende wijze aan elkaar verbonden zijn.
Het kan voorvallen dat de atomen netjes op een rijtje liggen met name 'een lineair molecuul', maar vaak heeft een hexaanmolecuul een vertakte structuur. Met een T-vorm, of nog ingewikkelder. Hoe sterker de vertakking van de hexaamoleculen, hoe beter de benzine kan verbranden.
Op dit ogenblik verwijderen de benzindeproducenten de hexaanmoleculen aan de hand van een filter gemaakt uit zeoliet. Indien de producenten de lineaire hexaanmoleculen verwijderen verkrijgen ze betere benzine. Deze hexaanmoleculen zijn ze dan ook liever kwijt dan rijk.
Een metal organic framework is een kristallijn materiaal waarin metaalionen samen met organische moleculen een poreuze structuur vormen. Afbeelding B geeft een 'kijkje' door de poriën van de MOF uit het beschreven onderzoek.
De oranje, blauwe en grijze bolletjes staan voor respectievelijk ijzer- (Fe), stikstof- (N) en koolstofatomen (C). Bij A is de structuur weergegeven van de organische moleculen die het 'bouwmateriaal' voor de wanden van de poriën vormen. Afbeelding C geeft ijzerhoudende ketens weer die (in de lengterichting van de porie) deze wanden bij elkaar houden. (Image: Science Magazine | AAAS)
Het grote voordeel van MOF's ten opzichte van zeolieten (en veel andere poreuze materialen) is de grotere variëteit in mogelijke poriegeometrieën. Zo beschikt de Fe2(BDP)3 MOF over kanalen met een driehoekige doorsnede, dus met scherpe hoeken tussen de poriewanden. Bij zeolieten zijn die hoeken altijd stomp. Met name als gevolg daarvan is de MOF beter in staat om onderscheid te maken tussen de verschillende vertakte hexaanvarianten.
In een in Science beschreven laboratoriumexperiment werd duidelijk dat het materiaal niet alleen onderscheid kan maken tussen lineaire en vertakte hexanen, maar ook tussen hexanen met maar één en met twee vertakkingen. Dit is een veelbelovend resultaat in het licht van de industriële benzineproductie.
(LVD)
