Для катализа химических реакций и доставки лекарств применяют координационные полимеры – «молекулярные конструкторы» из металлов и органических перемычек. Производство многих из них сложное или требует дорогостоящих компонентов. Меламин – недорогое и доступное вещество, которое можно использовать в качестве «строительного блока» для таких материалов. Однако его применение ограничено из-за низкой растворимости, что затрудняет создание на его основе новых полимеров. Ученые Пермского Политеха разработали новый двухмерный координационный полимер на основе меламина и сульфата цинка. Он доступен, экономически выгоден и обладает уникальными свойствами, которые могут быть полезны в медицине, энергетике и экологии.
Статья опубликована Исследование опубликовано в журнале «Российский химический журнал». Работа выполнена при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Металл-органические каркасы (МОФ) – яркий пример координационных полимеров. Атомы металлов, подобно углам конструктора, связаны органическими «стержнями», формируя сверхпористые структуры. На вид это кристаллические вещества.
Благодаря своим уникальным свойствам применение нашли в различных областях: экологии, энергетике, промышленности и даже в быту. Используют их для фильтров, которые улавливают углекислый газ и снижают парниковый эффект, для очистки воды (удаление тяжелых металлов, токсинов), ускорения химических реакций на производствах и даже для изготовления антибактериальных покрытий имплантатов.
Меламин – органическое соединение, которое представляет собой порошок или белые гранулы, может быть использован в качестве «стройматериала» для координационных полимеров.
Несмотря на то, что меламин недорогой и доступный, его редко используют из-за плохого растворимости. Это затрудняет равномерное смешивание его с солями металлов. В результате полимерный каркас получится «слепленным», не будет иметь четкой структуры и в целом предсказать его свойства будет сложно – комментирует Дмитрий Джепаров, ассистент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ.
Ученые ПНИПУ разработали метод повышения растворимости меламина для создания координационных полимеров. Смешивание меламина с цинком и 2,6-диметилпиридин-3,5-дикарбоновой кислотой (ДПДК) позволило добиться этого результата.
Мы выбрали сульфат цинка для смеси из-за его легкости растворяемости в воде и способности давать необходимые ионы для формирования каркаса. Добавка ДПДК оказалось полезной: помогает растворить меламин, что обычно бывает затруднительно. Благодаря этому соединить меламин с цинком и создать новый материал Zn-Mel удалось. Проверки показали, что полученному полимеру свойственна высокая пористость на микроскопическом уровне и большая поверхность. Это позволяет использовать его в качестве фильтра для газов, ускорителя химических реакций или контейнера для лекарств, – отмечает Екатерина Денисламова, доцент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ, кандидат химических наук.
Ученые Пермского Политеха разработали координационный полимер, превосходящий аналоги по экономической эффективности благодаря использованию меламина – более доступного компонента. Разработка может стать фундаментом для инноваций в энергетике, медицине и производстве.
Информация предоставлена пресс-службой ПНИПУ
Источник фото: ru.123rf.com