Al-FUM-Pulvermetallische organische Gerüstverbindungen (MOFs)

Al-Fumarsäure (MOF), allgemein als Al-FUM bezeichnet, ist ein Metallorganisches Gerüst (MOF), das durch seine chemische Formel Al(OH)(fum).xH gekennzeichnet ist.₂O, wobei x etwa 3,5 beträgt und FUM das Fumarat-Ion darstellt. Al-FUM weist eine isoretikuläre Struktur mit dem bekannten MIL-53(Al)-BDC auf, wobei BDC für 1,4-Benzoldicarboxylat steht. Dieses MOF besteht aus Ketten eckenverknüpfter Metalloktaeder, die durch Fumarat-Liganden miteinander verbunden sind. Dadurch entstehen rautenförmige eindimensionale (1D) Poren mit freien Abmessungen von etwa 5,7 × 6,0 Å.².

Einer der Hauptvorteile von Al-MOFs, einschließlich Al-FUM, ist ihre außergewöhnliche hydrothermale und chemische Stabilität. Dies erleichtert ihre Produktion im großen Maßstab und macht sie für eine Reihe industrieller Anwendungen geeignet. Sie zeichnen sich insbesondere in den Bereichen Flüssigkeitsadsorption, Trennung und Katalyse aus, wo ihre Stabilität und strukturelle Integrität von größter Bedeutung sind.

Die hervorragende Wasserstabilität von Al-FUM ist ein wesentlicher Vorteil bei der Trinkwassergewinnung. Es kann in Kondensations- und Reinigungsprozessen eingesetzt werden, um die Sicherheit und Qualität des Trinkwassers zu gewährleisten. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig in Regionen, in denen der Zugang zu sauberem Wasser eingeschränkt oder die Wasserquellen verunreinigt sind.

Darüber hinaus bietet die Umwandlung von Al-FUM in MOF-basierte Membranen eine spannende Möglichkeit, dessen Anwendungsspektrum zu erweitern. Diese Membranen könnten in Nanofiltrations- und Entsalzungsprozessen eingesetzt werden und so einen Beitrag zu den weltweiten Bemühungen leisten, Wasserknappheit zu bekämpfen und die Wasserqualität zu verbessern.

Die Ungiftigkeit von Al-FUM, seine Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit machen es zu einem vielversprechenden Material für Anwendungen in der Lebensmittelsicherheit. Sein Einsatz könnte die Sicherheit der Lebensmittelversorgungskette erhöhen, da er die Möglichkeit bietet, schädliche Verunreinigungen zu erkennen und zu entfernen.

Al-FUM ist als feines Pulver mit einer Partikelgröße von höchstens 20 μm erhältlich. Diese Partikelgröße, kombiniert mit einer spezifischen Oberfläche von über 800 μm/g, trägt zu seiner hohen Adsorptionskapazität bei. Die Porengröße von 0,4 bis 0,8 nm ermöglicht präzise Molekularsiebung und selektive Adsorption und macht Al-FUM somit zu einem idealen Kandidaten für verschiedene Trennverfahren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Al-FUM ein vielseitiges und robustes MOF mit einem breiten Anwendungsspektrum ist, von der Wasseraufbereitung und -reinigung bis hin zur Herstellung fortschrittlicher Membranen für die Filtration und Entsalzung. Seine Ungiftigkeit, seine hohe Verfügbarkeit und sein günstiger Preis machen es zudem zu einem starken Kandidaten für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie und verbessern Sicherheit und Qualität. Dank kontinuierlicher Forschung und Entwicklung kann Al-FUM einen wichtigen Beitrag zur Bewältigung einiger der drängendsten Herausforderungen der Welt leisten, insbesondere in den Bereichen Wasser- und Lebensmittelsicherheit.