ตัวเร่งปฏิกิริยาประเภท MOFs: เปลี่ยน CO2 เป็นสารมูลค่าสูง

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการออกแบบและการดัดแปรวัสดุประเภท “โครงข่ายโลหะอินทรีย์ (MOFs)” ซึ่งมีรูพรุนและมีพื้นที่ผิวสูง เพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ให้เป็นสารมูลค่าสูงในกลุ่มคาร์บอเนตแบบวงที่มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมพอลิเมอร์และแบตเตอรี่ MOFs มักมีมักมีข้อจำกัดด้านการแพร่ของสารเข้าและออกจากรูพรุน เนื่องจากมีขนาดรูพรุนเล็กมาก (micropore) ทำให้สารตั้งต้นขนาดใหญ่แพร่เข้าและออกจากรูพรุนได้ยาก ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงประสบความสำเร็จในการปรับปรุงโครงสร้างรูพรุนของ MOFs ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นผ่านการปรับสภาพด้วยกรด (acid modulation) และการใช้ความร้อน (heat treatment) โดยยังสามารถรักษาเสถียรภาพของโครงสร้าง MOFs ไว้ได้ นอกจากนี้ MOFs ยังได้รับการดัดแปรพื้นผิวภายในเพื่อเพิ่มปริมาณและประสิทธิภาพของตำแหน่งเร่งปฏิกิริยา (กรดลิวอิสและนิวคลีโอไฟล์) ให้สูงขึ้นอีกด้วย ผลลัพธ์ที่ได้คือตัวเร่งปฏิกิริยาสองหน้าที่ (bifunctional catalyst) ที่มีประสิทธิภาพสูงภายใต้สภาวะการทดลองที่ไม่รุนแรงและไม่มีตัวทำละลาย ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาแนวทางที่ยั่งยืนสำหรับการนำ CO2 มาใช้ประโยชน์ในเชิงอุตสาหกรรม