CO2 фотототықсыздануына арналған қалайы негізіндегі металл-органикалық қаңқалар

Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз. Осы сайтты шолуды жалғастыру арқылы сіз біздің cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз. Қосымша ақпарат.
Экономиканың жоғары көміртекті отынға деген сұранысының сақталуы атмосферадағы көмірқышқыл газының (CO2) көбеюіне әкелді. Көмірқышқыл газы шығарындыларын азайтуға күш салынса да, олар атмосферадағы газдың зиянды әсерін жою үшін жеткіліксіз.
Сондықтан ғалымдар атмосферадағы көмірқышқыл газын құмырсқа қышқылы (HCOOH) және метанол сияқты пайдалы молекулаларға айналдыру арқылы пайдаланудың шығармашылық жолдарын ойлап тапты. Көрінетін жарықты пайдаланып көмірқышқыл газын фотокаталитикалық фотототықсыздандыру мұндай түрлендірулердің кең таралған әдісі болып табылады.
Токио технологиялық институтының профессоры Казухико Маэда бастаған ғалымдар тобы үлкен жетістіктерге жетіп, оны 2023 жылдың 8 мамырындағы «Angewandte Chemie» халықаралық басылымында құжаттады.
Олар көмірқышқыл газын селективті фотототықсыздандыруға мүмкіндік беретін қалайы негізіндегі металл-органикалық қаңқаны (MOF) жасады. Зерттеушілер [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: тритиоциан қышқылы және MeOH: метанол) химиялық формуласы бар жаңа қалайы (Sn) негізіндегі MOF жасады.
Көрінетін жарыққа негізделген CO2 фотокатализаторларының көпшілігі сирек кездесетін бағалы металдарды негізгі компоненттері ретінде пайдаланады. Сонымен қатар, жарықты сіңіру және каталитикалық функцияларды көптеген металдардан тұратын біртұтас молекулалық бірлікке біріктіру ұзақ уақыт бойы туындаған мәселе болып қала береді. Осылайша, Sn екі мәселені де шеше алатындықтан, идеалды кандидат болып табылады.
MOF металдар мен органикалық материалдар үшін ең жақсы материалдар болып табылады, ал MOF дәстүрлі сирек кездесетін жер фотокатализаторларына экологиялық таза балама ретінде зерттелуде.
Sn MOF негізіндегі фотокатализаторлар үшін әлеуетті таңдау болып табылады, себебі ол фотокаталитикалық процесс кезінде катализатор және қоқыс тастағыш ретінде әрекет ете алады. Қорғасын, темір және цирконий негізіндегі MOF кеңінен зерттелгенімен, қалайы негізіндегі MOF туралы аз мәлімет бар.
Қалайы негізіндегі MOF KGF-10 дайындау үшін бастапқы ингредиенттер ретінде H3ttc, MeOH және қалайы хлориді пайдаланылды, ал зерттеушілер электрон доноры және сутегі көзі ретінде қызмет ететін 1,3-диметил-2-фенил-2,3-дигидро-1H-бензо[d]имидазолды қолдануды шешті.
Содан кейін алынған KGF-10 әртүрлі аналитикалық процестерге ұшырайды. Олар материалдың 2,5 эВ тыйым салынған аймағы бар екенін, көрінетін жарық толқын ұзындығын сіңіретінін және көмірқышқыл газының орташа адсорбциялық қабілетіне ие екенін анықтады.
Ғалымдар бұл жаңа материалдың физикалық және химиялық қасиеттерін түсінгеннен кейін, оны көрінетін жарық болған кезде көмірқышқыл газының тотықсыздануын катализдеу үшін пайдаланды. Олар KGF-10 қосымша фотосенсибилизаторлар немесе катализаторларсыз CO2-ні 99%-ға дейін тиімділікпен форматқа (HCOO–) тиімді және селективті түрде түрлендіре алатынын анықтады.
Сондай-ақ, оның 400 нм толқын ұзындығында рекордтық жоғары көрінетін кванттық шығымдылығы (реакцияға қатысатын электрондар санының түсетін фотондардың жалпы санына қатынасы) 9,8% құрайды. Сонымен қатар, реакция барысында жүргізілген құрылымдық талдау KGF-10 фотокаталитикалық тотықсыздануды күшейтетін құрылымдық модификацияларға ұшырағанын көрсетті.
Бұл зерттеу алғаш рет көмірқышқыл газының формға айналуын жеделдетуге арналған жоғары тиімді, бір компонентті, бағалы металдарсыз қалайы негізіндегі фотокатализаторды ұсынады. Топ ашқан KGF-10-ның керемет қасиеттері оны күн энергиясын пайдаланып CO2 шығарындыларын азайту сияқты процестерде фотокатализатор ретінде пайдаланудың жаңа мүмкіндіктерін ашады.
Профессор Маэда былай деп қорытындылады: «Біздің нәтижелеріміз MOF-тар улы емес, арзан және жерге бай металдарды пайдалану үшін платформа ретінде қызмет ете алатынын көрсетеді, бұл әдетте молекулалық металл кешендерін пайдалану мүмкін емес жоғары фотокаталитикалық функцияларды жасау үшін қажет».
Камакура Ю және т.б. (2023) Қалайы(II) негізіндегі металл-органикалық құрылымдар көрінетін жарық астында көмірқышқыл газының түзілуін тиімді және селективті түрде азайтуға мүмкіндік береді. Қолданбалы химия, халықаралық басылым. doi:10.1002/ani.202305923
Бұл сұхбатта Gatan/EDAX компаниясының аға ғалымы доктор Стюарт Райт AZoMaterials компаниясымен электронды кері шашыраудың (EBSD) материалтану мен металлургиядағы көптеген қолданылуын талқылайды.
Бұл сұхбатта AZoM Avantes компаниясының спектроскопия саласындағы 30 жылдық тәжірибесін, олардың миссиясын және өнім желісінің болашағын Avantes өнім менеджері Ger Loop-пен талқылайды.
Бұл сұхбатта AZoM LECO компаниясының Эндрю Сторимен жарқыл разрядының спектроскопиясы және LECO GDS950 ұсынатын мүмкіндіктері туралы әңгімелеседі.
ClearView® жоғары өнімді сцинтилляциялық камералары күнделікті беріліс электронды микроскопиясының (TEM) өнімділігін жақсартады.
XRF Scientific Orbis зертханалық жақ ұсатқышы - екі жақты әрекетті ұсақ ұсатқыш, оның жақ ұсатқышының тиімділігі үлгі өлшемін бастапқы өлшемінен 55 есеге дейін азайта алады.
Bruer компаниясының Hysitron PI 89 SEM пикоиндентері туралы біліңіз, бұл in situ сандық наномеханикалық талдауға арналған заманауи пикоиндентер.
Әлемдік жартылай өткізгіштер нарығы қызықты кезеңге аяқ басты. Чип технологиясына деген сұраныс саланы алға жылжытты да, тежеді де, және қазіргі чип тапшылығы біраз уақытқа дейін жалғасады деп күтілуде. Қазіргі үрдістер саланың болашағын қалыптастыруы мүмкін және бұл үрдіс дами береді.
Графен батареялары мен қатты денелі батареялардың негізгі айырмашылығы - әрбір электродтың құрамы. Катод әдетте модификацияланғанымен, көміртектің аллотроптарын анодтар жасау үшін де пайдалануға болады.
Соңғы жылдары Заттар интернеті барлық дерлік салаларға тез енгізілді, бірақ бұл әсіресе электромобильдер өнеркәсібінде маңызды.


Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 9 қараша