Hopp til toppområde Hopp til innholdet Hopp til bunnområde
Tekststørrelsetips

PC: Press ned CTRL og klikk på + (pluss) for å forstørre eller - (minus) for å forminske.

MAC: Press ned CMD og klikk på + (pluss) for å forstørre eller - (minus) for å forminske.

Hjem Nanomotorveier for gjenvinning av plastavfall

Nanomotorveier for gjenvinning av plastavfall

Zeotyper er en type krystallinske, mikroporøse materialer med store bruksområder, fra vaskepulver i vaskemaskiner til katalysatorer i store industrielle prosesser. Grunnet deres interessante egenskaper forskes det mye på disse materialene og nyere forskning viser at de også kan brukes til å konvertere karbondioksid og plastavfall til produkter med høy nytteverdi.

Et bilde av en mann som holder opp en strukturell modell av SAPO-5.
Her viser jeg frem strukturen til SAPO-5. Dersom man skulle sammenliknet porestørrelsen til modellen med mikroporene til det faktiske materialet, hadde det vært det samme som å sammenlikne porene til modellen med diameteren av månen. Foto: Per Henning/NTNU

Dette er et blogginnlegg. Det gir uttrykk for skribentens mening.

Publisert:
Skrevet av
Daniel Ali Stipendiat
Et illustrasjonsbilde som viser hvordan Zeotyper kan brukes til å konvertere karbondioksid og plastavfall til produkter med høy nytteverdi.

Fra smale veier til motorveier

Et bilde (sort-hvitt) av en partikkel.
Bildet viser en partikkel av SAPO-5 med diameter på ca. 15 µm. Til sammenlikning har et hårstrå en diameter rundt 40 – 100 µm.

En underkategori av zeotyper er SAPOer. Strukturen til SAPOer består av små porer (mikroporer) i nanostørrelse som kan tenkes på som smale veier. Porene inneholder også katalytisk interessante punkter som gjør dem aktive for kjemiske reaksjoner. Akkurat som for smale veier i trafikken, vil disse porene blokkeres når det i kjemiske reaksjoner blir mye molekylær trafikk. En mulig løsning på dette er å introdusere større porer (mesoporer) for å øke effektiviteten av transport igjennom SAPOen. De store porene kan her tenkes på som motorveier som øker transporten av molekylene igjennom strukturen. Disse nye materialene kalles hierarkiske SAPOer.

Et illustrasjonsbilde som viser en konvensjonell og en hierarkisk SAPO.
Illustrasjonen viser en konvensjonell og en hierarkisk SAPO. De små porene gjør at SAPOer kan brukes som molekylære sikter hvor kun molekyler som er mindre enn porene slipper igjennom. Større molekyler vil derfor kunne få plass i en hierarkisk SAPO.

Forskning på veisystemet

Problemet med hierarkiske SAPOer er at vi fortsatt ikke har god nok forståelse for hvordan porestrukturen (veisystemet) er inne i materialet. Vi vet heller ikke nøyaktig hva som skjer med de katalytisk interessante punktene. Det kreves nemlig flere individuelle og ofte dyre eksperimenter for å analysere strukturen til materialet og effektiviteten av de store mesoporene. Det er derfor vanskelig å implementere slike materialer i industrien. I min avhandling til disputasen ser vi på nye metoder for å bl.a. forstå hvordan porestrukturen i disse materialene ser ut.

Illustrasjonsbilde av strukturen til SAPO-5, som viser størrelsesdimensjon på 0.73 nm.
Strukturen til SAPO-5

Avhandlingen består av tre forskningsartikler hvor nåværende metoder for å analysere hierarkiske SAPOer vurderes og nye metoder for å analysere dem blir utviklet. Basert på en rekke kriterier ble to katalytiske modellreaksjoner vurdert som nye verktøy for å analysere hierarkiske SAPOer. Det ble funnet at katalytiske modellreaksjoner kan brukes som svært presise verktøy for å lokalisere katalytisk interessante punkter og for å belyse porestrukturen (veisystemet) i hierarkiske SAPOer.