Kerangka logam-organik berasaskan timah untuk fotoreduksi CO2

Kami menggunakan kuki untuk meningkatkan pengalaman anda. Dengan terus melayari laman web ini, anda bersetuju dengan penggunaan kuki kami. Maklumat lanjut.
Permintaan berterusan ekonomi terhadap bahan api berkarbon tinggi telah menyebabkan peningkatan karbon dioksida (CO2) di atmosfera. Walaupun usaha dilakukan untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida, ia tidak mencukupi untuk membalikkan kesan berbahaya gas yang sedia ada di atmosfera.
Jadi saintis telah membangunkan cara kreatif untuk menggunakan karbon dioksida yang sedia ada di atmosfera dengan menukarkannya kepada molekul berguna seperti asid formik (HCOOH) dan metanol. Fotoreduksi fotopemangkin karbon dioksida menggunakan cahaya nampak adalah kaedah biasa untuk transformasi sedemikian.
Sekumpulan saintis dari Institut Teknologi Tokyo, yang diketuai oleh Profesor Kazuhiko Maeda, telah mencapai kemajuan besar dan mendokumentasikannya dalam penerbitan antarabangsa "Angewandte Chemie" bertarikh 8 Mei 2023.
Mereka mencipta rangka kerja logam-organik (MOF) berasaskan timah yang membolehkan fotoreduksi karbon dioksida terpilih. Para penyelidik mencipta MOF berasaskan timah (Sn) baharu dengan formula kimia [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: asid tritiosianarik dan MeOH: metanol).
Kebanyakan fotomangkin CO2 berasaskan cahaya nampak yang sangat cekap menggunakan logam berharga yang jarang ditemui sebagai komponen utamanya. Tambahan pula, penyepaduan penyerapan cahaya dan fungsi pemangkinan ke dalam satu unit molekul tunggal yang terdiri daripada sebilangan besar logam kekal sebagai cabaran yang berlarutan. Oleh itu, Sn adalah calon yang ideal kerana ia boleh menyelesaikan kedua-dua masalah.
MOF merupakan bahan terbaik untuk logam dan bahan organik, dan MOF sedang dikaji sebagai alternatif yang lebih mesra alam kepada fotomangkin nadir bumi tradisional.
Sn merupakan pilihan yang berpotensi untuk fotomangkin berasaskan MOF kerana ia boleh bertindak sebagai mangkin dan pengumpul semasa proses fotopemangkin. Walaupun MOF berasaskan plumbum, besi dan zirkonium telah dikaji secara meluas, sedikit sahaja yang diketahui tentang MOF berasaskan timah.
H3ttc, MeOH dan timah klorida telah digunakan sebagai bahan permulaan untuk menyediakan MOF KGF-10 berasaskan timah, dan para penyelidik memutuskan untuk menggunakan 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol. Berfungsi sebagai penderma elektron dan sumber hidrogen.
KGF-10 yang terhasil kemudiannya tertakluk kepada pelbagai proses analisis. Mereka mendapati bahawa bahan tersebut mempunyai jurang jalur 2.5 eV, menyerap panjang gelombang cahaya yang boleh dilihat dan mempunyai kapasiti penjerapan karbon dioksida yang sederhana.
Sebaik sahaja saintis memahami sifat fizikal dan kimia bahan baharu ini, mereka menggunakannya untuk memangkinkan pengurangan karbon dioksida dengan kehadiran cahaya yang boleh dilihat. Mereka mendapati bahawa KGF-10 boleh menukar CO2 kepada format (HCOO–) dengan cekap dan selektif dengan kecekapan sehingga 99% tanpa memerlukan fotosensitizer atau pemangkin tambahan.
Ia juga mempunyai hasil kuantum ketara yang tinggi (nisbah bilangan elektron yang terlibat dalam tindak balas kepada jumlah foton insiden) sebanyak 9.8% pada panjang gelombang 400 nm. Tambahan pula, analisis struktur yang dijalankan sepanjang tindak balas menunjukkan bahawa KGF-10 mengalami pengubahsuaian struktur yang menggalakkan pengurangan fotopemangkinan.
Kajian ini buat pertama kalinya membentangkan fotopemangkin berasaskan timah bebas logam berharga, komponen tunggal yang sangat cekap untuk mempercepat penukaran karbon dioksida kepada format. Sifat-sifat luar biasa KGF-10 yang ditemui oleh pasukan membuka kemungkinan baharu untuk kegunaannya sebagai fotopemangkin dalam proses seperti mengurangkan pelepasan CO2 menggunakan tenaga solar.
Profesor Maeda menyimpulkan: "Keputusan kami menunjukkan bahawa MOF boleh berfungsi sebagai platform untuk menggunakan logam yang tidak toksik, kos rendah dan kaya dengan bumi untuk menghasilkan fungsi fotopemangkin unggul yang biasanya tidak dapat dicapai menggunakan kompleks logam molekul."
Kamakura Y et al (2023) Kerangka logam-organik berasaskan timah(II) membolehkan pengurangan karbon dioksida kepada pembentukan yang cekap dan terpilih di bawah cahaya yang boleh dilihat. Kimia Gunaan, Edisi Antarabangsa. doi:10.1002/ani.202305923
Dalam temu bual ini, Dr. Stuart Wright, Saintis Kanan di Gatan/EDAX, membincangkan dengan AZoMaterials tentang pelbagai aplikasi pembelauan serakan balik elektron (EBSD) dalam sains bahan dan metalurgi.
Dalam temu bual ini, AZoM membincangkan pengalaman Avantes yang mengagumkan selama 30 tahun dalam spektroskopi, misi mereka dan masa depan rangkaian produk bersama Pengurus Produk Avantes, Ger Loop.
Dalam temu bual ini, AZoM bercakap dengan Andrew Storey dari LECO tentang spektroskopi nyahcas cahaya dan keupayaan yang ditawarkan oleh LECO GDS950.
Kamera sintilasi berprestasi tinggi ClearView® meningkatkan prestasi mikroskop elektron penghantaran rutin (TEM).
Penghancur Rahang Makmal Orbis Saintifik XRF ialah penghancur halus dwi-tindakan yang kecekapan penghancur rahangnya boleh mengurangkan saiz sampel sehingga 55 kali ganda saiz asalnya.
Ketahui tentang picoindenter Bruer's Hysitron PI 89 SEM, picoindenter canggih untuk analisis nanomekanikal kuantitatif in situ.
Pasaran semikonduktor global telah memasuki tempoh yang mengujakan. Permintaan untuk teknologi cip telah mendorong dan menghalang industri, dan kekurangan cip semasa dijangka berterusan untuk beberapa ketika. Trend semasa mungkin membentuk masa depan industri, dan trend ini akan terus berkembang.
Perbezaan utama antara bateri grafena dan bateri keadaan pepejal ialah komposisi setiap elektrod. Walaupun katod biasanya diubah suai, alotrop karbon juga boleh digunakan untuk membuat anod.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Internet of Things telah diperkenalkan dengan pantas ke dalam hampir semua industri, tetapi ia amat penting dalam industri kenderaan elektrik.


Masa siaran: 9-Nov-2023