Hierdie artikel is hersien in ooreenstemming met Science X se redaksionele prosedures en beleide. Die redakteurs het die volgende eienskappe beklemtoon terwyl die integriteit van die inhoud verseker is:
Klimaatsverandering is 'n wêreldwye omgewingsprobleem. Die hoofbydraer tot klimaatsverandering is die oormatige verbranding van fossielbrandstowwe. Hulle produseer koolstofdioksied (CO2), 'n kweekhuisgas wat bydra tot aardverwarming. In die lig hiervan ontwikkel regerings regoor die wêreld beleide om sulke koolstofvrystellings te beperk. Die blote vermindering van koolstofvrystellings is egter dalk nie genoeg nie. Koolstofdioksiedvrystellings moet ook beheer word. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
In hierdie verband stel wetenskaplikes die chemiese omskakeling van koolstofdioksied in waardetoegevoegde verbindings soos metanol en miersuur (HCOOH) voor. Om laasgenoemde te produseer, is 'n bron van hidriedione (H-), wat gelykstaande is aan een proton en twee elektrone, nodig. Byvoorbeeld, die reduksie-oksidasiepaar van nikotienamied-adenien-dinukleotied (NAD+/NADH) is 'n generator en reservoir van hidried (H-) in biologiese stelsels.
Teen hierdie agtergrond het 'n span navorsers onder leiding van professor Hitoshi Tamiaki van die Ritsumeikan Universiteit, Japan, 'n nuwe chemiese metode ontwikkel wat rutenium-agtige NAD+/NADH-komplekse gebruik om CO2 tot HCOOH te reduseer. Die resultate van hul studie is op 13 Januarie 2023 in die tydskrif ChemSusChem gepubliseer.
Professor Tamiaki verduidelik die motivering vir sy navorsing. “Daar is onlangs aangetoon dat die ruteniumkompleks met die NAD+-model, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, fotochemiese twee-elektronreduksie ondergaan. Dit het aanleiding gegee tot die ooreenstemmende NADH-tipe kompleks [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 in die teenwoordigheid van triëtanolamien in asetonitriel (CH3CN) onder sigbare lig,” het hy gesê.
“Daarbenewens regenereer die borrel van CO2 in 'n [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+-oplossing [Ru(bpy)2(pbn)]2+ en produseer formatione (HCOO-). Die produksiespoed daarvan is egter redelik laag. Kort. Daarom vereis die omskakeling van H- na CO2 'n verbeterde katalitiese stelsel.”
Daarom het navorsers verskeie reagense en reaksiekondisies ondersoek wat help om koolstofdioksiedvrystellings te verminder. Gebaseer op hierdie eksperimente, het hulle lig-geïnduseerde twee-elektronreduksie van die redokspaar [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ in die teenwoordigheid van 1,3-.Dimetiel-2-feniel-2,3-dihidro-1H-benso[d]imidasool (BIH) voorgestel. Daarbenewens het water (H2O) in CH3CN in plaas van triëtanolamien die opbrengs verder verbeter.

Daarbenewens het die navorsers ook potensiële reaksiemeganismes ondersoek deur tegnieke soos kernmagnetiese resonansie, sikliese voltammetrie en UV-sigbare spektrofotometrie te gebruik. Gebaseer hierop het hulle die volgende hipotetiseer: Eerstens, na foto-eksitasie van [Ru(bpy)2(pbn)]2+, word die vrye radikaal [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+* gevorm, wat die volgende reduksie ondergaan: BIH Kry [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ en BIH•+. Vervolgens protoneer H2O die ruteniumkompleks om [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ en BI• te vorm. Die gevolglike produk word gedisproportioneer om [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ te vorm en keer terug na [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Eersgenoemde word dan deur BI• gereduseer om [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+ te genereer. Hierdie kompleks is 'n aktiewe katalisator wat H- na CO2 omskakel, wat HCOO- en miersuur produseer.
Die navorsers het getoon dat die voorgestelde reaksie 'n hoë omskakelingsgetal het (die aantal mol koolstofdioksied wat deur een mol katalisator omgeskakel word) – 63.
Die navorsers is opgewonde oor hierdie ontdekkings en hoop om 'n nuwe metode te ontwikkel om energie (sonlig in chemiese energie) om te skakel om nuwe hernubare materiale te produseer.
“Ons metode sal ook die totale hoeveelheid koolstofdioksied op Aarde verminder en help om die koolstofsiklus te handhaaf. Daarom kan dit toekomstige aardverwarming verminder,” het professor Tamiaki bygevoeg. “Daarbenewens sal nuwe organiese hidriedvervoertegnologieë ons van onskatbare verbindings voorsien.”
Verdere inligting: Yusuke Kinoshita et al., Liggeïnduseerde organiese hidried-oordrag na CO2** gemedieer deur ruteniumkomplekse as modelle vir NAD+/NADH redoks-koppels, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Indien u 'n tikfout, onakkuraatheid teëkom, of 'n versoek wil indien om inhoud op hierdie bladsy te wysig, gebruik asseblief hierdie vorm. Vir algemene vrae, gebruik asseblief ons kontakvorm. Vir algemene terugvoer, gebruik die openbare kommentaarafdeling hieronder (volg die instruksies).
Jou terugvoer is baie belangrik vir ons. As gevolg van die hoë volume boodskappe kan ons egter nie 'n persoonlike reaksie waarborg nie.
Jou e-posadres word slegs gebruik om ontvangers te vertel wie die e-pos gestuur het. Nóg jou adres nóg die ontvanger se adres sal vir enige ander doel gebruik word. Die inligting wat jy invoer, sal in jou e-pos verskyn en sal nie deur Phys.org in enige vorm gestoor word nie.
Ontvang weeklikse en/of daaglikse opdaterings in jou inboks. Jy kan te eniger tyd uitschryf en ons sal nooit jou besonderhede met derde partye deel nie.
Ons maak ons ​​inhoud toeganklik vir almal. Oorweeg dit om Science X se missie met 'n premium-rekening te ondersteun.

Indien u meer inligting wil hê, stuur asseblief vir my 'n e-pos.
E-pos:
info@pulisichem.cn
Tel：
+86-533-3149598