09-06-2015 07:24 | Door: Thijs ten Brinck

Onderzoek aan de University of Texas, in samenwerking met de Universiteit van Amsterdam, maakt het zuiveren van etheen voor de productie van verschillende plastics efficiënter.

Het gas etheen is de belangrijkste bouwstof voor de meest gangbare soorten plastic. De industrie maakt etheen meestal, maar niet altijd, uit aardolie. De productie gaat gepaard met de vorming van een kleine hoeveelheid acetyleen. Dit ongewenste bijproduct tast de apparatuur aan en heeft zo negatieve gevolgen voor de verdere verwerking van etheen tot plastic.

Met een metal-organic-framework (MOF) heeft onderzoeker Banglin Chen een efficiënte methode gevonden om de acetyleen-vervuiling sterk te reduceren. De MOF bestaat uit koperatomen, gekoppeld door complexe koolwaterstofverbindingen.

De regelmatige structuur die zo ontstaat, onttrekt de acetyleen uit het mengsel van etheen en acetyleen tot een acceptabel laag niveau. De MOF werkt daarbij als moleculaire zeef en als medium waaraan het ongewenste acetyleen blijft plakken. 

Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications. Professor Rajamani Krishna, verbonden aan de Universiteit van Amsterdam, hielp Chen met verschillende computersimulaties.

Metal-organic-frameworks

De ontwikkelde MOF is een alternatief voor twee gangbare zuiveringsmethoden die enerzijds gebruikmaken van grote volumes oplosmiddel, of anderzijds van het dure edelmetaal palladium. Chen zegt dat de MOF voor industriële toepassing nog wel geoptimaliseerd moet worden. 

Metal-organic-frameworks zijn sterk in opmars in verschillende takken van de chemie. De materialen, die een zeer regelmatige roosterstructuur hebben, zijn onder andere bruikbaar als katalysator, opslagmedium voor gassen of zoals hier om verschillende gassen energie-efficiënt van elkaar te scheiden.

Eerder publiceerden onderzoekers van de University of Colorado een methode die etheen efficiënt scheidt van ethaan. Ethaan, etheen en acetyleen zijn chemisch zeer verwant en onstaan in parallelle chemische reacties. De moleculen hebben allemaal twee koolstofatomen, maar verschillen in het aantal waterstofatomen. Alleen met etheen zijn de lange polymeerketens te maken die nodig zijn voor de productie van uiteenlopende plastic producten.

Bron: Nature, C2W | Foto: Jacob Garcia, via Flickr Creative Commons (Cropped by Duurzaambedrijfsleven)