Металаарганічныя каркасы на аснове волава для фотааднаўлення CO2

Мы выкарыстоўваем файлы cookie, каб палепшыць ваш вопыт. Працягваючы прагляд гэтага сайта, вы згаджаецеся на выкарыстанне намі файлаў cookie. Больш інфармацыі.
Пастаянны попыт эканомікі на паліва з высокім утрыманнем вугляроду прывёў да павелічэння ўзроўню вуглякіслага газу (CO2) у атмасферы. Нават калі будуць прыкладзены намаганні па скарачэнні выкідаў вуглякіслага газу, іх недастаткова, каб ліквідаваць шкодны ўплыў газу, які ўжо ёсць у атмасферы.
Такім чынам, навукоўцы распрацавалі крэатыўныя спосабы выкарыстання вуглякіслага газу, які ўжо ёсць у атмасферы, шляхам яго пераўтварэння ў карысныя малекулы, такія як мурашыная кіслата (HCOOH) і метанол. Фотакаталітычнае фотааднаўленне вуглякіслага газу з выкарыстаннем бачнага святла з'яўляецца распаўсюджаным метадам такіх пераўтварэнняў.
Каманда навукоўцаў з Токійскага тэхналагічнага інстытута пад кіраўніцтвам прафесара Казухіка Маэды дасягнула значнага прагрэсу і задакументавала яго ў міжнароднай публікацыі «Angewandte Chemie» ад 8 мая 2023 года.
Яны стварылі металарганічны каркас (MOF) на аснове волава, які дазваляе селектыўна фотааднаўляць вуглякіслы газ. Даследчыкі стварылі новы MOF на аснове волава (Sn) з хімічнай формулай [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: трытыяцыянуровая кіслата і MeOH: метанол).
Большасць высокаэфектыўных фотакаталізатараў CO2 на аснове бачнага святла выкарыстоўваюць рэдкія каштоўныя металы ў якасці асноўных кампанентаў. Больш за тое, інтэграцыя паглынання святла і каталітычных функцый у адзіную малекулярную адзінку, якая складаецца з вялікай колькасці металаў, застаецца даўняй праблемай. Такім чынам, Sn з'яўляецца ідэальным кандыдатам, паколькі ён можа вырашыць абедзве праблемы.
MOF з'яўляюцца найлепшымі матэрыяламі для металаў і арганічных матэрыялаў, і MOF вывучаюцца як больш экалагічная альтэрнатыва традыцыйным фотакаталізатарам на аснове рэдказямельных элементаў.
Sn з'яўляецца патэнцыйным выбарам для фотакаталізатараў на аснове металааксідаў золата (MOF), паколькі ён можа выступаць у якасці каталізатара і паглынальніка падчас фотакаталітычнага працэсу. Нягледзячы на ​​тое, што MOF на аснове свінцу, жалеза і цырконія былі шырока вывучаны, пра MOF на аснове волава вядома мала.
У якасці зыходных інгрэдыентаў для падрыхтоўкі MOF KGF-10 на аснове волава выкарыстоўваліся H3ttc, MeOH і хларыд волава, і даследчыкі вырашылі выкарыстоўваць 1,3-дыметыл-2-феніл-2,3-дыгідра-1H-бенза[d]імідазол. Ён служыць донарам электронаў і крыніцай вадароду.
Атрыманы KGF-10 затым падвяргаецца розным аналітычным працэсам. Яны выявілі, што матэрыял мае шырыню забароненай зоны 2,5 эВ, паглынае бачнае святло даўжынёй хваль і мае ўмераную здольнасць адсарбцыі вуглякіслага газу.
Пасля таго, як навукоўцы зразумелі фізічныя і хімічныя ўласцівасці гэтага новага матэрыялу, яны выкарысталі яго для каталізу аднаўлення вуглякіслага газу ў прысутнасці бачнага святла. Яны выявілі, што KGF-10 можа эфектыўна і выбарча пераўтвараць CO2 у фарыят (HCOO–) з эфектыўнасцю да 99% без неабходнасці выкарыстання дадатковых фотасенсібілізатараў або каталізатараў.
Ён таксама мае рэкордна высокі бачны квантавы выхад (суадносіны колькасці электронаў, якія ўдзельнічаюць у рэакцыі, да агульнай колькасці падаючых фатонаў) — 9,8% пры даўжыні хвалі 400 нм. Больш за тое, структурны аналіз, праведзены на працягу ўсёй рэакцыі, паказаў, што KGF-10 зведаў структурныя мадыфікацыі, якія спрыялі фотакаталітычнаму аднаўленню.
У гэтым даследаванні ўпершыню прадстаўлены высокаэфектыўны аднакампанентны фотакаталізатар на аснове волава без каштоўных металаў, які паскарае пераўтварэнне вуглякіслага газу ў фарыят. Выдатныя ўласцівасці KGF-10, выяўленыя камандай даследчыкаў, адкрываюць новыя магчымасці для яго выкарыстання ў якасці фотакаталізатара ў такіх працэсах, як скарачэнне выкідаў CO2 з выкарыстаннем сонечнай энергіі.
Прафесар Маэда падсумаваў: «Нашы вынікі паказваюць, што MOF могуць служыць платформай для выкарыстання нетаксічных, недарагіх і багатых на Зямлю металаў для стварэння найлепшых фотакаталітычных функцый, якія звычайна недасягальныя з выкарыстаннем малекулярных металічных комплексаў».
Kamakura Y і інш. (2023) Металаарганічныя каркасы на аснове волава(II) дазваляюць эфектыўна і селектыўна аднаўляць вуглякіслы газ да ўтварэння пад уздзеяннем бачнага святла. Applied Chemistry, міжнароднае выданне. doi:10.1002/ani.202305923
У гэтым інтэрв'ю доктар Сцюарт Райт, старшы навуковы супрацоўнік Gatan/EDAX, абмяркоўвае з AZoMaterials шматлікія прымяненні дыфракцыі зваротнага рассейвання электронаў (EBSD) у матэрыялазнаўстве і металургіі.
У гэтым інтэрв'ю AZoM абмяркоўвае з кіраўніком па прадукцыі Avantes Герам Лупам уражлівы 30-гадовы вопыт кампаніі Avantes у спектраскапіі, яе місію і будучыню лінейкі прадуктаў.
У гэтым інтэрв'ю AZoM размаўляе з Эндру Сторэем з LECO пра спектраскапію тлеючага разраду і магчымасці, якія прапануе LECO GDS950.
Высокапрадукцыйныя сцынтыляцыйныя камеры ClearView® паляпшаюць прадукцыйнасць руціннай прасвечвальнай электроннай мікраскапіі (ПЭМ).
Лабараторная шчэкавая драбнілка XRF Scientific Orbis — гэта дробная драбнілка падвойнага дзеяння, эфектыўнасць якой дазваляе паменшыць памер узору да 55 разоў у параўнанні з першапачатковым памерам.
Даведайцеся пра пікаіндэнтар Bruer Hysitron PI 89 SEM — сучасны пікаіндэнтар для колькаснага нанамеханічнага аналізу in situ.
Сусветны рынак паўправаднікоў уступіў у захапляльны перыяд. Попыт на тэхналогіі мікрасхем адначасова рухаў і стрымліваў развіццё галіны, і чакаецца, што цяперашні дэфіцыт мікрасхем будзе працягвацца яшчэ некаторы час. Бягучыя тэндэнцыі могуць фарміраваць будучыню галіны, і гэтая тэндэнцыя будзе працягвацца.
Асноўнае адрозненне паміж графенавымі батарэямі і цвёрдацельнымі батарэямі заключаецца ў складзе кожнага электрода. Нягледзячы на ​​тое, што катод звычайна мадыфікаваны, для вырабу анодаў можна выкарыстоўваць і алатропы вугляроду.
У апошнія гады Інтэрнэт рэчаў хутка ўкараніўся практычна ва ўсе галіны прамысловасці, але асабліва важны ён у галіне электрамабіляў.


Час публікацыі: 9 лістапада 2023 г.