Des réseaux organiques covalents durables capturent le dioxyde de carbone
"Pour la première fois, une synthèse en phase solide de COFs a été développée, qui fonctionne complètement sans solvant"
Une équipe de recherche internationale dirigée par l'Université Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) et l'Université de Siegen a synthétisé un nouveau composé qui forme ce que l'on appelle un réseau organique covalent. Le composé à base d'acide phosphonique est stable et peut par exemple être utilisé pour le stockage du dioxyde de carbone (CO2), comme le décrivent les chercheurs dans la revue spécialisée Nature Communications.
Sur la base de l'acide phosphonique, l'équipe de recherche a développé un réseau organique covalent stable capable de stocker le dioxyde de carbone (CO2).
HHU / Gündog Yücesan
Les réseaux organiques covalents (Covalent Organic Framework, COF en abrégé) sont une classe de matériaux cristallins poreux qui forment des structures d'échafaudage. Le terme "covalent" signifie que des liaisons chimiques se forment entre les différents éléments du réseau grâce à des paires d'électrons partagées.
Une équipe de recherche dirigée par le Dr Gündoğ Yücesan, directeur du groupe de recherche Heisenberg à la chaire des matériaux nanoporeux et à l'échelle nanométrique de la HHU, et le professeur Jörn Schmedt auf der Günne, directeur de l'Institut de chimie des matériaux inorganiques de l'université de Siegen, présente désormais un moyen simple d'accéder à cette famille de réseaux dont les membres sont particulièrement stables et qui promettent un potentiel d'application élevé. Des chercheurs de Berlin, Brême, Sarrebruck, de Turquie et du Royaume-Uni ont également participé à l'étude publiée dans Nature Communications.
La classe des composés à squelette polyphosphonate se caractérise par des liaisons phosphore-oxygène-phosphore qui sont constituées d'éléments de base d'acides phosphoniques organiques simples et qui peuvent être assemblés - quasiment comme des briques de serrage - en les chauffant à des températures d'environ 200 degrés Celsius seulement.
Dr Yücesan : "Ces COF ont la particularité d'être stables même en présence d'eau et de vapeur d'eau, malgré les conditions de synthèse douces, et peuvent donc - contrairement aux composés développés jusqu'à présent - être utilisés dans l'eau et les électrolytes".
Une autre étape importante a été le développement d'un procédé de synthèse durable. Yücesan : "Pour la première fois, une synthèse en phase solide de COFs a été développée, qui se passe complètement de solvant. Cette méthode permet une production économique et évolutive à l'échelle du kilogramme ou de la tonne, ce qui la rend plus économique que d'autres matériaux microporeux".
L'un des défis pour les chercheurs était que les composés ne cristallisaient pas bien ou étaient amorphes. La méthode de la résonance magnétique nucléaire a permis de mettre en évidence la réticulation. Schmedt auf der Günne : "Si nous n'avions pas pu utiliser les états communs des noyaux d'atomes de phosphore voisins, la structure de réticulation de la substance serait restée dans l'ombre et ses propriétés incomprises".
Les polyphosphonates de ce type ont un fort potentiel d'application. LeCO2 , gaz à effet de serre nuisible au climat, est lié par leurs réseaux. Une légère modification de la pression permet de le libérer à nouveau. "De telles substances sont nécessaires pour l'épuration des gaz d'échappement et pour éviter les émissions de gaz à effet de serre", constatent les auteurs de l'étude.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Ke Xu, Robert Oestreich, Takin Haj Hassani Sohi, Mailis Lounasvuori, Jean G. A. Ruthes, Yunus Zorlu, Julia Michalski, Philipp Seiffert, Till Strothmann, Patrik Tholen, A. Ozgur Yazaydin, Markus Suta, Volker Presser, Tristan Petit, Christoph Janiak, Jens Beckmann, Jörn Schmedt auf der Günne, Gündoğ Yücesan; "Polyphosphonate covalent organic frameworks"; Nature Communications, Volume 15, 2024-9-9
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