Kimistët kanë gjetur se skelat metalike-organike me bazë alumini mund të përdoren për lidhjen efikase të kthyeshme të oksidit nitrik (IV) nga përzierjet e gazit. Për shkak të gjeometrisë dhe strukturës kimike të poreve të këtyre përbërjeve, NO2 formon zinxhirë grumbullues gjatë adsorbimit, i cili shmang degradimin e materialit. Dhe kapja selektive e oksidit nitrik nga ajri në temperaturën dhe presionin e dhomës i bën këto korniza metalike-organike materiale më efikase në krahasim me zeolitet, materialet e oksidit dhe materialet poroze të karbonit, shkruajnë shkencëtarët në Materialet e Natyrës.
Strukturat kornizë metalike-organike janë materiale kristalore poroze në të cilat jonet metalike janë të lidhura së bashku duke përdorur ligandë organikë. Brenda materialeve të tilla hibride, formohen poret nanosized, të cilat i bëjnë këto skela të ngjashme në strukturë me zeolitet. Zona e aplikimeve të tyre të mundshme përcaktohet gjithashtu nga sipërfaqja e tyre e madhe specifike. Para së gjithash, këto janë adsorbimi dhe ruajtja e gazrave dhe kataliza.
Ishte për absorbimin selektiv të gazit që një grup kimistësh nga Mbretëria e Bashkuar, SHBA, Rusia, Kina dhe Franca, të udhëhequr nga Martin Schröder nga Universiteti i Mançesterit, propozuan përdorimin e njërit prej këtyre materialeve. Në studimin e tyre, shkencëtarët zbuluan se skela metalike-organike MFM-300 me jone alumini është shumë e përshtatshme për adsorbimin selektiv të oksidit nitrik (IV). Problemi kryesor i kapjes selektive të NO2 - një nga gazrat që formohet si rezultat i proceseve teknologjike dhe ndot atmosferën - është rritja e reaktivitetit të tij, kjo është arsyeja pse ajo çon mjaft shpejt në degradimin e atyre materialeve poroze mbi të cilat është i absorbuar. Në këtë rast, shkencëtarët arritën ta shmangin këtë problem për shkak të madhësisë së zgjedhur dhe strukturës kimike të poreve në kuadrin metal-organik.
Kimistët zbuluan se oksidi nitrik absorbohet në poret e MFM -300 në formën e grupeve komplekse molekulare të përbërë nga dy molekula NO2 dhe dy dimerë të kësaj molekule - N2O4. Një strukturë e tillë rezulton të jetë shumë e qëndrueshme dhe pas absorbimit vetitë e saj brenda materialit nuk varen më nga kushtet e jashtme - presioni dhe temperatura.
Struktura kimike e një qelize të strukturës metalike-organike, në të cilën dy molekula NO2 dhe dy dimerë N2O4 janë të absorbuar. Blu është azot, e kuqja është oksigjen, jeshile është alumini, gri është karbon, e bardha është hidrogjen
Shkencëtarët vërejnë se materiali i propozuar ka disa përparësi. Së pari, bllokimi i gazit është plotësisht i kthyeshëm. Së dyti, struktura e kornizës mund të thithë shumë gaz në të njëjtën kohë - deri në 14 milimole për gram material. Por ajo që është edhe më e rëndësishme është se një kornizë e tillë metal-organike është e aftë të kapë në mënyrë selektive oksid nitrogjeni nga përzierjet e gazit që përmbajnë të gjitha gazrat kryesore atmosferike (azot, oksigjen, dioksid karboni, hidrogjen, oksid squfuri, monoksid karboni, argon), në të cilat ai vetë mund të gjendet në një sasi shumë të vogël - deri në 1 ppm. Në këtë rast, procesi i absorbimit nuk shkakton degradim të materialit pas cikleve të shumta të absorbimit-desorbimit, edhe përkundër reaktivitetit të lartë të NO2.
Analiza e produkteve të absorbimit duke përdorur disa metoda spektroskopike dhe analiza numerike duke përdorur metoda të dinamikës molekulare dhe teorisë funksionale të densitetit tregoi se struktura e poreve të saj me të vërtetë çon në vetitë unike të këtij materiali. Kur oksidi nitrik kapet në një pore të tillë, përfshihen menjëherë pesë lloje të ndryshme ndërveprimi, të cilat lidhin molekulat e gazit me njëra -tjetrën në një grup të vetëm dhe formojnë lidhje hidrogjeni me pjesën organike të strukturës poroze. Si rezultat i këtij ndërveprimi, zinxhirët e grupimeve të oksidit të azotit formohen në poret e zgjatura të strukturës kornizë, e cila nuk hyn në reaksione kimike me matricën dhe nuk e shkatërron atë.
Sipas autorëve të punës, kjo kornizë metalike-organike tashmë mund të përdoret si një mjet efektiv për heqjen e oksidit të azotit nga përzierjet e gazit, përfshirë papastërtitë e tij në ajër.
Vini re se jo të gjitha kornizat metalike-organike kanë një strukturë të ngurtë që nuk mund të ndryshohet ose transformohet disi. Për shembull, kohët e fundit, shkencëtarët kanë sintetizuar një strukturë të tillë që, kur tretësi zëvendësohet, ndryshon strukturën e tij nga dy-dimensionale në tre-dimensionale dhe anasjelltas dhe kështu, për shembull, mund të kapë molekula të mëdha.
