Artikel ini telah disemak mengikut prosedur dan dasar editorial Science X. Para editor telah menekankan kualiti berikut sambil memastikan integriti kandungan:
Perubahan iklim merupakan masalah alam sekitar global. Penyumbang utama kepada perubahan iklim ialah pembakaran bahan api fosil yang berlebihan. Ia menghasilkan karbon dioksida (CO2), gas rumah hijau yang menyumbang kepada pemanasan global. Sehubungan itu, kerajaan di seluruh dunia sedang membangunkan dasar untuk mengehadkan pelepasan karbon tersebut. Walau bagaimanapun, sekadar mengurangkan pelepasan karbon mungkin tidak mencukupi. Pelepasan karbon dioksida juga perlu dikawal. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Dalam hal ini, saintis mencadangkan penukaran kimia karbon dioksida kepada sebatian nilai tambah seperti metanol dan asid formik (HCOOH). Untuk menghasilkannya, sumber ion hidrida (H-), yang bersamaan dengan satu proton dan dua elektron, diperlukan. Contohnya, pasangan pengurangan-pengoksidaan nikotinamida adenina dinukleotida (NAD+/NADH) ialah penjana dan takungan hidrida (H-) dalam sistem biologi.
Dengan latar belakang ini, satu pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Hitoshi Tamiaki dari Universiti Ritsumeikan, Jepun, telah membangunkan kaedah kimia baharu menggunakan kompleks NAD+/NADH seperti rutenium untuk mengurangkan CO2 kepada HCOOH. Hasil kajian mereka telah diterbitkan dalam jurnal ChemSusChem pada 13 Januari 2023.
Profesor Tamiaki menjelaskan motivasi untuk penyelidikannya. “Baru-baru ini ditunjukkan bahawa kompleks rutenium dengan model NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, mengalami pengurangan dua elektron fotokimia. Ia menimbulkan kompleks jenis NADH yang sepadan [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2 dengan kehadiran trietanolamina dalam asetonitril (CH3CN) di bawah cahaya yang boleh dilihat,” katanya.
"Di samping itu, CO2 yang menggelegak ke dalam larutan [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ menjana semula [Ru(bpy)2(pbn)]2+ dan menghasilkan ion format (HCOO-). Walau bagaimanapun, kelajuan penghasilannya agak rendah. Pendek. Oleh itu, penukaran H- kepada CO2 memerlukan sistem pemangkin yang dipertingkatkan."
Oleh itu, para penyelidik telah mengkaji pelbagai reagen dan keadaan tindak balas yang membantu mengurangkan pelepasan karbon dioksida. Berdasarkan eksperimen ini, mereka mencadangkan pengurangan dua elektron teraruh cahaya bagi pasangan redoks [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ dengan kehadiran 1, 3-. Dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol (BIH). Selain itu, air (H2O) dalam CH3CN dan bukannya trietanolamina meningkatkan lagi hasil.

Di samping itu, para penyelidik juga mengkaji mekanisme tindak balas yang berpotensi menggunakan teknik seperti resonans magnetik nuklear, voltametri kitaran dan spektrofotometri yang boleh dilihat UV. Berdasarkan ini, mereka membuat hipotesis: Pertama, setelah fotopengujaan [Ru(bpy)2(pbn)]2+, radikal bebas [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+* terbentuk, yang mengalami penurunan berikut: BIH Dapatkan [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ dan BIH•+. Seterusnya, H2O memprotonasikan kompleks rutenium untuk membentuk [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ dan BI•. Hasil darab yang terhasil tidak seimbang untuk membentuk [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ dan kembali kepada [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Yang pertama kemudiannya dikurangkan oleh BI• untuk menghasilkan [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Kompleks ini merupakan mangkin aktif yang menukarkan H- kepada CO2, menghasilkan HCOO- dan asid formik.
Para penyelidik menunjukkan bahawa tindak balas yang dicadangkan mempunyai nombor penukaran yang tinggi (bilangan mol karbon dioksida yang ditukar oleh satu mol mangkin) – 63.
Para penyelidik teruja dengan penemuan ini dan berharap dapat membangunkan kaedah baharu untuk menukar tenaga (cahaya matahari kepada tenaga kimia) bagi menghasilkan bahan boleh diperbaharui yang baharu.
“Kaedah kami juga akan mengurangkan jumlah karbon dioksida di Bumi dan membantu mengekalkan kitaran karbon. Oleh itu, ia dapat mengurangkan pemanasan global pada masa hadapan,” tambah Profesor Tamiaki. “Di samping itu, teknologi pengangkutan hidrida organik baharu akan menyediakan kita dengan sebatian yang tidak ternilai.”
Maklumat lanjut: Yusuke Kinoshita et al., Pemindahan hidrida organik teraruh cahaya kepada CO2** yang dimediasi oleh kompleks rutenium sebagai model untuk pasangan redoks NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Jika anda menemui kesalahan taip, ketidaktepatan atau ingin mengemukakan permintaan untuk mengedit kandungan pada halaman ini, sila gunakan borang ini. Untuk soalan umum, sila gunakan borang hubungan kami. Untuk maklum balas umum, gunakan bahagian komen awam di bawah (ikut arahan).
Maklum balas anda sangat penting bagi kami. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh jumlah mesej yang tinggi, kami tidak dapat menjamin respons yang diperibadikan.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel tersebut. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan muncul dalam e-mel anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam apa jua bentuk.
Terima kemas kini mingguan dan/atau harian dalam peti masuk anda. Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan sekali-kali berkongsi butiran anda dengan pihak ketiga.
Kami menjadikan kandungan kami mudah diakses oleh semua orang. Pertimbangkan untuk menyokong misi Science X dengan akaun premium.

Jika anda ingin mendapatkan maklumat lanjut, sila hantarkan e-mel kepada saya.
E-mel：
info@pulisichem.cn
Tel：
+86-533-3149598