Structures métallo-organiques à base de pyrazolates pour la capture sélective et efficace du formaldéhyde

Un article publié dans Nature Communications et co-rédigé par Nicolas Sadovnik, Pengbo Lyu, Farid Nouar, Mégane Muschi, Menghao Qin, Guillaume Maurin, Christian Serre et Marco Daturi

Résumé

La pollution de l’air intérieur est l’un des principaux problèmes dans les pays développés, notamment en raison des concentrations élevées de formaldéhyde, une molécule nocive difficile à éliminer. Pour relever ce défi de la purification tout en adhérant aux principes du développement durable, il faut utiliser des matériaux durables innovants et avancés. Nous montrons ici qu’en combinant des techniques spectroscopiques de pointe avec des simulations moléculaires de la théorie fonctionnelle de la densité, nous avons développé un mécanisme synergique de chimisorption douce avantageux utilisant un cadre métallo-organique (MOF) poreux à base de di-carboxylate de pyrazole (III ou IV) pour piéger le formaldéhyde de manière réversible, sans encourir de pénalités énergétiques significatives pour la régénération. Un protocole de synthèse simple, écologique et évolutif a été établi pour le dicarboxylate de pyrazole d’aluminium poreux et stable dans l’eau, connu sous le nom d’Al-3.5-PDA ou MOF-303, capable de fonctionner comme un filtre hautement efficace et réutilisable. Il démontre une sélectivité et une capacité de stockage élevée pour le formaldéhyde dans des conditions typiques d’une utilisation intérieure sévère, comme dans les habitations ou les habitacles de véhicules, y compris des mélanges et des concentrations variables de COV, l’humidité et la température, sans aucune libération accidentelle. En outre, nous avons réussi à régénérer ce sorbant à l’aide d’un protocole domestique simple, garantissant la réutilisation du matériau pendant au moins 10 cycles.