Даследчыкі з Універсітэта Вірджыніі ў Каліфорніі выявілі эфектыўны каталізатар для тэрмахімічнага пераўтварэння вуглякіслага газу ў мурашыную кіслату — адкрыццё, якое можа забяспечыць новую стратэгію ўлоўлівання вугляроду, якую можна будзе скараціць, паколькі свет змагаецца са змяненнем клімату. Патэнцыйна важны агент атмасфернага вуглякіслага газу.
«Добра вядома, што хуткі рост колькасці парніковых газаў у атмасферы і іх шкодны ўплыў на навакольнае асяроддзе — адна з галоўных праблем, з якімі сутыкаецца чалавецтва сёння», — сказаў вядучы аўтар даследавання, доктар Шыў Н. Кханна, заслужаны прафесар кафедры фізікі факультэта гуманітарных навук VCU. «Каталітычнае пераўтварэнне CO2 у карысныя хімічныя рэчывы, такія як мурашыная кіслата (HCOOH), з'яўляецца эканамічна эфектыўнай альтэрнатыўнай стратэгіяй для змякчэння неспрыяльных наступстваў CO2. Мурашыная кіслата — гэта вадкасць з нізкай таксічнасцю, якую лёгка транспартаваць і захоўваць пры пакаёвай тэмпературы. Яе таксама можна выкарыстоўваць у якасці хімічнага папярэдніка з высокай дабаўленай вартасцю, носьбіта вадароду і магчымай будучай замены выкапнёвага паліва».
Ханна і фізік-даследчык з VCU доктар Турбасу Сенгупта выявілі, што звязаныя кластары халькагенідаў металаў могуць выступаць у якасці каталізатараў тэрмахімічнага пераўтварэння CO2 у мурашыную кіслату. Іх вынікі апісаны ў артыкуле пад назвай «Пераўтварэнне CO2 у мурашыную кіслату шляхам налады квантавых станаў у кластарах халькагенідаў металаў», апублікаваным у часопісе Communications Chemistry of Nature Portfolio.
«Мы паказалі, што пры правільнай камбінацыі лігандаў бар'ер рэакцыі для пераўтварэння CO2 у мурашыную кіслату можна значна знізіць, што значна паскарае вытворчасць мурашынай кіслаты», — сказаў Ханна. «Такім чынам, мы б сказалі, што гэтыя заяўленыя каталізатары могуць зрабіць сінтэз мурашынай кіслаты прасцейшым або больш магчымым. Выкарыстанне больш буйных кластараў з большай колькасцю месцаў звязвання лігандаў або шляхам далучэння больш эфектыўных донарных лігандаў адпавядае нашым далейшым паляпшэнням у пераўтварэнні мурашынай кіслаты, якіх можна дасягнуць у параўнанні з тым, што паказана ў вылічальных мадэляваннях».
Даследаванне грунтуецца на папярэдняй працы Ханны, якая паказвае, што правільны выбар ліганда можа ператварыць кластар у супердонара, які аддае электроны, або ў акцэптара, які прымае электроны.
«Цяпер мы паказваем, што той жа эфект мае вялікі патэнцыял у каталізе на аснове кластараў халькагенідаў металаў», — кажа Ханна. «Здольнасць сінтэзаваць стабільныя звязаныя кластары і кантраляваць іх здольнасць аддаваць або прымаць электроны адкрывае новую вобласць каталізу, паколькі большасць каталітычных рэакцый залежаць ад каталізатараў, якія аддаюць або прымаюць электроны».
Адзін з першых навукоўцаў-эксперыментатараў у гэтай галіне, доктар Ксаўе Рой, дацэнт хіміі Калумбійскага ўніверсітэта, наведае VCU 7 красавіка для ўдзелу ў вясновым сімпозіуме фізічнага факультэта.
«Мы будзем супрацоўнічаць з ім, каб убачыць, як мы можам распрацаваць і ўкараніць падобны каталізатар, выкарыстоўваючы яго эксперыментальную лабараторыю», — сказаў Ханна. «Мы ўжо цесна супрацоўнічалі з яго групай, дзе яны сінтэзавалі новы тып магнітнага матэрыялу. На гэты раз ён будзе каталізатарам».
Падпішыцеся на рассылку VCU на сайце newsletter.vcu.edu і атрымлівайце адмыслова падабраныя гісторыі, відэа, фатаграфіі, навіны і спісы мерапрыемстваў у сваю паштовую скрыню.
Група CoStar абвяшчае аб выдзяленні 18 мільёнаў долараў VCU на будаўніцтва Цэнтра мастацтваў і інавацый CoStar