Tin-gebaseerde metaal-organiese raamwerke vir CO2 fotoreduksie

Ons gebruik koekies om jou ervaring te verbeter. Deur voort te gaan om hierdie webwerf te besoek, stem jy in tot ons gebruik van koekies. Meer inligting.
Die ekonomie se voortgesette vraag na hoëkoolstofbrandstowwe het gelei tot 'n toename in koolstofdioksied (CO2) in die atmosfeer. Selfs al word pogings aangewend om koolstofdioksiedvrystellings te verminder, is dit nie genoeg om die skadelike gevolge van die gas wat reeds in die atmosfeer is, om te keer nie.
Wetenskaplikes het dus kreatiewe maniere ontwikkel om die koolstofdioksied wat reeds in die atmosfeer is, te gebruik deur dit in bruikbare molekules soos miersuur (HCOOH) en metanol om te skakel. Fotokatalitiese fotoreduksie van koolstofdioksied met behulp van sigbare lig is 'n algemene metode vir sulke transformasies.
'n Span wetenskaplikes van die Tokio Instituut vir Tegnologie, onder leiding van professor Kazuhiko Maeda, het groot vordering gemaak en dit gedokumenteer in die internasionale publikasie "Angewandte Chemie" gedateer 8 Mei 2023.
Hulle het 'n tin-gebaseerde metaal-organiese raamwerk (MOF) geskep wat selektiewe fotoreduksie van koolstofdioksied moontlik maak. Die navorsers skep 'n nuwe tin (Sn)-gebaseerde MOF met die chemiese formule [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: tritiosianuursuur en MeOH: metanol).
Die meeste hoogs doeltreffende CO2-fotokatalisators, gebaseer op sigbare lig, gebruik seldsame edelmetale as hul hoofkomponente. Boonop bly die integrasie van ligabsorpsie en katalitiese funksies in 'n enkele molekulêre eenheid wat uit 'n groot aantal metale bestaan, 'n langdurige uitdaging. Dus is Sn 'n ideale kandidaat omdat dit beide probleme kan oplos.
MOF's is die beste materiale vir metale en organiese materiale, en MOF's word bestudeer as 'n groener alternatief vir tradisionele seldsame aardmetale fotokatalisators.
Sn is 'n potensiële keuse vir MOF-gebaseerde fotokatalisators omdat dit as 'n katalisator en aasvanger tydens die fotokatalitiese proses kan optree. Alhoewel lood-, yster- en sirkonium-gebaseerde MOF's breedvoerig bestudeer is, is min bekend oor tin-gebaseerde MOF's.
H3ttc, MeOH en tincloried is as beginbestanddele gebruik om die tin-gebaseerde MOF KGF-10 voor te berei, en die navorsers het besluit om 1,3-dimetiel-2-feniel-2,3-dihidro-1H-benso[d]imidasool te gebruik, wat as 'n elektronskenker en bron van waterstof dien.
Die gevolglike KGF-10 word dan aan verskeie analitiese prosesse onderwerp. Hulle het bevind dat die materiaal 'n bandgaping van 2.5 eV het, sigbare liggolflengtes absorbeer en 'n matige koolstofdioksiedadsorpsiekapasiteit het.
Sodra wetenskaplikes die fisiese en chemiese eienskappe van hierdie nuwe materiaal verstaan ​​het, het hulle dit gebruik om die reduksie van koolstofdioksied in die teenwoordigheid van sigbare lig te kataliseer. Hulle het bevind dat KGF-10 CO2 doeltreffend en selektief na formate (HCOO–) kan omskakel met tot 99% doeltreffendheid sonder die behoefte aan bykomende fotosensitiseerders of katalisators.
Dit het ook 'n rekordhoë skynbare kwantumopbrengs (die verhouding van die aantal elektrone betrokke by die reaksie tot die totale aantal invallende fotone) van 9.8% teen 'n golflengte van 400 nm. Verder het strukturele analise wat dwarsdeur die reaksie uitgevoer is, getoon dat KGF-10 strukturele veranderinge ondergaan het wat fotokatalitiese reduksie bevorder het.
Hierdie studie bied vir die eerste keer 'n hoogs doeltreffende, enkelkomponent, edelmetaalvrye tin-gebaseerde fotokatalisator om die omskakeling van koolstofdioksied na formate te versnel. Die merkwaardige eienskappe van KGF-10 wat deur die span ontdek is, bied nuwe moontlikhede vir die gebruik daarvan as 'n fotokatalisator in prosesse soos die vermindering van CO2-uitlatings deur middel van sonenergie.
Professor Maeda het afgesluit: “Ons resultate dui daarop dat MOF's as 'n platform kan dien vir die gebruik van nie-giftige, laekoste- en aardryke metale om superieure fotokatalitiese funksies te skep wat tipies onbereikbaar is met behulp van molekulêre metaalkomplekse.”
Kamakura Y et al (2023) Tin(II)-gebaseerde metaal-organiese raamwerke maak doeltreffende en selektiewe reduksie van koolstofdioksied tot vorming onder sigbare lig moontlik. Toegepaste Chemie, Internasionale Uitgawe. doi:10.1002/ani.202305923
In hierdie onderhoud bespreek dr. Stuart Wright, senior wetenskaplike by Gatan/EDAX, met AZoMaterials die vele toepassings van elektron-terugverstrooiingsdiffraksie (EBSD) in materiaalwetenskap en metallurgie.
In hierdie onderhoud bespreek AZoM Avantes se indrukwekkende 30 jaar ondervinding in spektroskopie, hul missie en die toekoms van die produklyn met Avantes se produkbestuurder, Ger Loop.
In hierdie onderhoud gesels AZoM met LECO se Andrew Storey oor gloei-ontladingsspektroskopie en die vermoëns wat deur die LECO GDS950 gebied word.
ClearView® hoëprestasie-sintillasiekameras verbeter die werkverrigting van roetine-transmissie-elektronmikroskopie (TEM).
Die XRF Scientific Orbis Laboratory Jaw Crusher is 'n dubbelaksie-fynbreker waarvan die kaakbreker-doeltreffendheid die monstergrootte met tot 55 keer die oorspronklike grootte kan verminder.
Leer meer oor Bruer se Hysitron PI 89 SEM picoindent, 'n moderne picoindent vir in situ kwantitatiewe nanomeganiese analise.
Die wêreldwye halfgeleiermark het 'n opwindende tydperk betree. Die vraag na skyfietegnologie het die bedryf beide gedryf en belemmer, en die huidige skyfie-tekort sal na verwagting nog 'n geruime tyd voortduur. Huidige tendense kan die toekoms van die bedryf vorm, en hierdie tendens sal voortduur.
Die hoofverskil tussen grafeenbatterye en vastetoestandbatterye is die samestelling van elke elektrode. Alhoewel die katode gewoonlik gemodifiseer word, kan allotrope van koolstof ook gebruik word om anodes te maak.
In onlangse jare is die Internet van Dinge vinnig in byna alle industrieë bekendgestel, maar dit is veral belangrik in die elektriese voertuigbedryf.


Plasingstyd: 9 Nov 2023