Metalno-organski okviri na bazi kositra za fotoredukciju CO2

Koristimo kolačiće kako bismo poboljšali vaše iskustvo. Nastavkom pregledavanja ove stranice pristajete na našu upotrebu kolačića. Više informacija.
Kontinuirana potražnja gospodarstva za gorivima s visokim udjelom ugljika dovela je do povećanja ugljikovog dioksida (CO2) u atmosferi. Čak i ako se ulože napori za smanjenje emisija ugljikovog dioksida, oni nisu dovoljni da se preokrenu štetni učinci plina koji je već prisutan u atmosferi.
Znanstvenici su stoga razvili kreativne načine korištenja ugljikovog dioksida koji se već nalazi u atmosferi pretvarajući ga u korisne molekule poput mravlje kiseline (HCOOH) i metanola. Fotokatalitička fotoredukcija ugljikovog dioksida pomoću vidljive svjetlosti uobičajena je metoda za takve transformacije.
Tim znanstvenika s Tokijskog tehnološkog instituta, predvođen profesorom Kazuhikom Maedom, postigao je značajan napredak i dokumentirao ga u međunarodnoj publikaciji „Angewandte Chemie“ od 8. svibnja 2023.
Stvorili su metal-organski okvir (MOF) na bazi kositra koji omogućuje selektivnu fotoredukciju ugljikovog dioksida. Istraživači su stvorili novi MOF na bazi kositra (Sn) s kemijskom formulom [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: tritiocijanurna kiselina i MeOH: metanol).
Većina visokoučinkovitih CO2 fotokatalizatora na bazi vidljive svjetlosti koristi rijetke plemenite metale kao glavne komponente. Štoviše, integracija apsorpcije svjetlosti i katalitičkih funkcija u jednu molekularnu jedinicu sastavljenu od velikog broja metala ostaje dugogodišnji izazov. Stoga je Sn idealan kandidat jer može riješiti oba problema.
MOF-ovi su najbolji materijali za metale i organske materijale, a MOF-ovi se proučavaju kao zelenija alternativa tradicionalnim fotokatalizatorima rijetkih zemalja.
Sn je potencijalni izbor za fotokatalizatore na bazi MOF-a jer može djelovati kao katalizator i hvatač tijekom fotokatalitičkog procesa. Iako su MOF-ovi na bazi olova, željeza i cirkonija opsežno proučavani, malo se zna o MOF-ovima na bazi kositra.
H3ttc, MeOH i kositrov klorid korišteni su kao početni sastojci za pripremu MOF-a na bazi kositra KGF-10, a istraživači su odlučili koristiti 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol. 1 služi kao donor elektrona i izvor vodika.
Dobiveni KGF-10 zatim se podvrgava raznim analitičkim procesima. Otkrili su da materijal ima energetski razmak od 2,5 eV, apsorbira valne duljine vidljive svjetlosti i ima umjereni kapacitet adsorpcije ugljikovog dioksida.
Nakon što su znanstvenici razumjeli fizikalna i kemijska svojstva ovog novog materijala, koristili su ga za kataliziranje redukcije ugljikovog dioksida u prisutnosti vidljive svjetlosti. Otkrili su da KGF-10 može učinkovito i selektivno pretvoriti CO2 u format (HCOO–) s učinkovitošću do 99% bez potrebe za dodatnim fotosenzibilizatorima ili katalizatorima.
Također ima rekordno visok prividni kvantni prinos (omjer broja elektrona uključenih u reakciju i ukupnog broja upadnih fotona) od 9,8% na valnoj duljini od 400 nm. Štoviše, strukturna analiza provedena tijekom reakcije pokazala je da je KGF-10 podvrgnut strukturnim modifikacijama koje su potaknule fotokatalitičku redukciju.
Ova studija prvi put predstavlja visoko učinkovit, jednokomponentni fotokatalizator na bazi kositra bez plemenitih metala za ubrzavanje pretvorbe ugljikovog dioksida u format. Izvanredna svojstva KGF-10 koja je otkrio tim otvaraju nove mogućnosti za njegovu upotrebu kao fotokatalizatora u procesima kao što je smanjenje emisija CO2 korištenjem solarne energije.
Profesor Maeda zaključio je: „Naši rezultati pokazuju da MOF-ovi mogu poslužiti kao platforma za korištenje netoksičnih, jeftinih i zemaljskim metala za stvaranje vrhunskih fotokatalitičkih funkcija koje se obično ne mogu postići korištenjem molekularnih metalnih kompleksa.“
Kamakura Y i sur. (2023.) Metalno-organski okviri na bazi kositra(II) omogućuju učinkovitu i selektivnu redukciju ugljikovog dioksida do stvaranja pod vidljivom svjetlošću. Primijenjena kemija, međunarodno izdanje. doi:10.1002/ani.202305923
U ovom intervjuu, dr. Stuart Wright, viši znanstvenik u Gatan/EDAX-u, raspravlja s AZoMaterials o brojnim primjenama difrakcije povratnog raspršenja elektrona (EBSD) u znanosti o materijalima i metalurgiji.
U ovom intervjuu, AZoM s Gerom Loopom, voditeljem proizvoda tvrtke Avantes, razgovara o impresivnih 30 godina iskustva tvrtke Avantes u spektroskopiji, njihovoj misiji i budućnosti linije proizvoda.
U ovom intervjuu, AZoM razgovara s Andrewom Storeyjem iz LECO-a o spektroskopiji tinjajućeg izbijanja i mogućnostima koje nudi LECO GDS950.
ClearView® visokoučinkovite scintilacijske kamere poboljšavaju performanse rutinske transmisijske elektronske mikroskopije (TEM).
XRF Scientific Orbis laboratorijska čeljusna drobilica je fina drobilica dvostrukog djelovanja čija učinkovitost čeljusne drobilice može smanjiti veličinu uzorka do 55 puta u odnosu na izvornu veličinu.
Saznajte više o Bruerovom Hysitron PI 89 SEM pikoidentatoru, najsuvremenijem pikoidentatoru za kvantitativnu nanomehaničku analizu in situ.
Globalno tržište poluvodiča ušlo je u uzbudljivo razdoblje. Potražnja za čipovskom tehnologijom istovremeno je pokretala i kočila industriju, a očekuje se da će trenutna nestašica čipova potrajati još neko vrijeme. Trenutni trendovi mogu oblikovati budućnost industrije i taj će se trend nastaviti razvijati.
Glavna razlika između grafenskih baterija i baterija u čvrstom stanju je sastav svake elektrode. Iako je katoda obično modificirana, alotropi ugljika također se mogu koristiti za izradu anoda.
Posljednjih godina Internet stvari se brzo uvodi u gotovo sve industrije, ali je posebno važan u industriji električnih vozila.


Vrijeme objave: 09. studenog 2023.