Application des MOFs à l’adsorption de gaz toxiques industriels
Résumé
En 2015, deux applications commerciales portant sur des propriétés d’adsorption de MOFs ont été annoncées et de nombreuses autres émergent. Parmi elles, l’adsorption de gaz toxiques industriels à des fins de protection individuelle apparait prometteuse1, 2. Une étude technico-économique sur les cartouches filtrantes pour masque à gaz est réalisée dans le cadre du projet européen ProDIA. L’ammoniac (NH3) est un gaz particulièrement toxique. A une concentration de 500ppm pour une exposition de 30 min, il commet des effets irréversibles. A une concentration de 3400ppm, il est mortel en 60 minutes3. Les adsorbants commerciaux sont des charbons actifs, parfois imprégnés d’oxydes de Cuivre. Cependant, leur capacité d’adsorption est relativement modeste dans les conditions d’applications.
Nous avons réalisé un criblage d’adsorbants microporeux pour l’adsorption de NH3(g), incluant divers charbons, zéolithes et MOFs. Les performances d’adsorption telles que la capacité d’adsorption ou le temps de perçage sont évalués à partir de courbes de perçage. On observe que certains MOFs de type UiO-66 sont très performants en conditions sèches et humides. Les relations entre les paramètres structuraux (tels que l’acidité ou l’hydrophilie) et les performances seront discutés.