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Innovation : les MOF, ces nouveaux matériaux prometteurs - Livre blanc

Publié en février 2019

Découverts dans les années 2000, les MOF (metal-organic frameworks), étonnants matériaux poreux, commencent à connaître leurs premières heures de gloire avec une phase d'industrialisation qui s'accélère. Après le graphène, le nouveau matériau à la mode ?

Alors que la synthèse à l’échelle industrielle des MOFs, ces matériaux nanoporeux dont on ne cesse de vanter le potentiel, bute sur des difficultés techniques et économiques, les partenaires du projet européen ProDIA ont développé deux procédés innovants qui pourraient changer la donne.

Les MOFs – metallic organic framework – présentent des capacités bien supérieures à celles des charbons actifs ou des zéolithes. Mais la plupart d’entre eux, en raison de leur structure hybride organique / inorganique sont instables. C’est l’un des obstacles majeurs à leur industrialisation ou à leur utilisation de manière courante. C’est pourquoi, les partenaires du projet ProDIA se sont intéressés plus particulièrement aux MOFs de la famille UiO-66 à base de zirconium. En effet, brevetés par le CNRS et l’Université d’Oslo, ils présentent une très bonne stabilité thermique, chimique et mécanique et ne posent pas de problème de toxicité. Les chercheurs ont réussi à trouver une voie de synthèse qui permet une production à l’échelle industrielle à des coûts raisonnables. Pour cela ils ont trouvé des matières premières facilement disponibles, à la fois sûres pour la production et non toxiques lors de la fabrication et de l’emploi. Le procédé final fourni des composés très purs en milieu aqueux, sans utilisation de solvants organiques et sans sels. C’est Axel’One, la plate-forme d’innovation collaborative dédiée au secteur chimie-environnement à Lyon, qui a validé le process de cette synthèse sur une ligne pilote préindustrielle. Le projet a permis de produire, avec un rendement de 95 %, un lot pilote de 150 kg d’une poudre cristalline qui peut être extrudée sous forme de pastilles sans perte de propriétés poreuses.

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