CO2 fotoredüksiyonu için kalay bazlı metal-organik çerçeveler

Kullanıcı deneyiminizi iyileştirmek için çerezler kullanıyoruz. Bu siteyi kullanmaya devam ederek çerez kullanımımızı kabul etmiş oluyorsunuz. Daha fazla bilgi.
Ekonominin yüksek karbonlu yakıtlara olan sürekli talebi, atmosferdeki karbondioksit (CO2) miktarında artışa yol açmıştır. Karbondioksit emisyonlarını azaltmak için çabalar sarf edilse bile, atmosferde zaten mevcut olan gazın zararlı etkilerini tersine çevirmek için yeterli değildir.
Bu nedenle bilim insanları, atmosferde zaten bulunan karbondioksiti formik asit (HCOOH) ve metanol gibi yararlı moleküllere dönüştürerek kullanmanın yaratıcı yollarını geliştirdiler. Görünür ışık kullanılarak karbondioksitin fotokatalitik fotoredüksiyonu, bu tür dönüşümler için yaygın bir yöntemdir.
Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Kazuhiko Maeda liderliğindeki bir bilim insanı ekibi önemli ilerleme kaydetti ve bunu 8 Mayıs 2023 tarihli uluslararası yayın "Angewandte Chemie"de belgeledi.
Araştırmacılar, karbondioksitin seçici fotoredüksiyonunu sağlayan kalay bazlı bir metal-organik çerçeve (MOF) oluşturdular. Kimyasal formülü [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n olan yeni bir kalay (Sn) bazlı MOF geliştirdiler (H3ttc: tritiyosiyanürik asit ve MeOH: metanol).
Görünür ışık bazlı CO2 fotokatalizörlerinin en yüksek verimliliğine sahip olanları, ana bileşenleri olarak nadir bulunan değerli metalleri kullanır. Dahası, ışık emilimini ve katalitik işlevleri çok sayıda metalden oluşan tek bir moleküler birime entegre etmek uzun süredir devam eden bir zorluktur. Bu nedenle, Sn her iki sorunu da çözebildiği için ideal bir adaydır.
MOF'lar metaller ve organik malzemeler için en iyi malzemelerdir ve geleneksel nadir toprak fotokatalizörlerine daha çevreci bir alternatif olarak incelenmektedirler.
Sn, fotokatalitik süreçte hem katalizör hem de tutucu görevi görebildiği için MOF tabanlı fotokatalizörler için potansiyel bir seçenektir. Kurşun, demir ve zirkonyum bazlı MOF'lar kapsamlı bir şekilde incelenmiş olsa da, kalay bazlı MOF'lar hakkında çok az şey bilinmektedir.
KGF-10 adlı kalay bazlı MOF'un hazırlanmasında başlangıç ​​bileşenleri olarak H3ttc, MeOH ve kalay klorür kullanıldı ve araştırmacılar, elektron verici ve hidrojen kaynağı görevi gören 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol kullanmaya karar verdiler.
Elde edilen KGF-10 daha sonra çeşitli analitik işlemlere tabi tutuldu. Malzemenin 2,5 eV'lik bir bant aralığına sahip olduğu, görünür ışık dalga boylarını absorbe ettiği ve orta düzeyde karbondioksit adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğu bulundu.
Bilim insanları bu yeni malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini anladıktan sonra, onu görünür ışık varlığında karbondioksitin indirgenmesini katalize etmek için kullandılar. KGF-10'un, ilave fotosensitizatörlere veya katalizörlere ihtiyaç duymadan, %99'a varan verimlilikle CO2'yi formata (HCOO–) verimli ve seçici bir şekilde dönüştürebildiğini buldular.
Ayrıca, 400 nm dalga boyunda %9,8 gibi rekor düzeyde yüksek bir görünür kuantum verimine (reaksiyona katılan elektron sayısının toplam gelen foton sayısına oranı) sahiptir. Dahası, reaksiyon boyunca gerçekleştirilen yapısal analiz, KGF-10'un fotokatalitik indirgemeyi destekleyen yapısal değişikliklere uğradığını göstermiştir.
Bu çalışma, karbondioksitin formata dönüşümünü hızlandırmak için ilk kez son derece verimli, tek bileşenli, değerli metal içermeyen kalay bazlı bir fotokatalizör sunmaktadır. Ekip tarafından keşfedilen KGF-10'un olağanüstü özellikleri, güneş enerjisi kullanarak CO2 emisyonlarını azaltmak gibi süreçlerde fotokatalizör olarak kullanımına yönelik yeni olanaklar açmaktadır.
Profesör Maeda şu sonuca vardı: "Sonuçlarımız, MOF'ların, toksik olmayan, düşük maliyetli ve bol bulunan metalleri kullanarak, moleküler metal kompleksleri kullanılarak genellikle elde edilemeyen üstün fotokatalitik işlevler yaratmak için bir platform görevi görebileceğini göstermektedir."
Kamakura Y ve ark. (2023) Kalay(II) bazlı metal-organik çerçeveler, görünür ışık altında karbondioksitin verimli ve seçici bir şekilde indirgenmesini sağlar. Uygulamalı Kimya, Uluslararası Baskı. doi:10.1002/ani.202305923
Bu röportajda, Gatan/EDAX'te Kıdemli Bilim İnsanı olan Dr. Stuart Wright, AZoMaterials ile malzeme bilimi ve metalurjide elektron geri saçılım kırınımının (EBSD) birçok uygulamasını ele alıyor.
Bu röportajda AZoM, Avantes Ürün Müdürü Ger Loop ile Avantes'in spektroskopi alanındaki etkileyici 30 yıllık deneyimini, misyonunu ve ürün serisinin geleceğini ele alıyor.
Bu röportajda AZoM, LECO'dan Andrew Storey ile parıltılı deşarj spektroskopisi ve LECO GDS950'nin sunduğu yetenekler hakkında konuşuyor.
ClearView® yüksek performanslı sintilasyon kameraları, rutin transmisyon elektron mikroskobu (TEM) performansını artırır.
XRF Scientific Orbis Laboratuvar Çeneli Kırıcı, çift etkili ince bir kırıcıdır ve çeneli kırıcı verimliliği sayesinde numune boyutunu orijinal boyutunun 55 katına kadar küçültebilir.
Bruer'in Hysitron PI 89 SEM picoindenter cihazı hakkında bilgi edinin; bu cihaz, yerinde kantitatif nanomekanik analiz için son teknoloji ürünü bir picoindenter'dır.
Küresel yarı iletken pazarı heyecan verici bir döneme girdi. Çip teknolojisine olan talep hem sektörü yönlendirdi hem de engelledi ve mevcut çip kıtlığının bir süre daha devam etmesi bekleniyor. Mevcut trendler sektörün geleceğini şekillendirebilir ve bu trend gelişmeye devam edecektir.
Grafen piller ile katı hal piller arasındaki temel fark, her bir elektrotun bileşimindedir. Katot genellikle modifiye edilirken, anot yapımında karbon allotropları da kullanılabilir.
Son yıllarda Nesnelerin İnterneti neredeyse tüm sektörlere hızla entegre edildi, ancak özellikle elektrikli araç sektöründe büyük önem taşıyor.


Yayın tarihi: 09.11.2023