Мы используем файлы cookie для улучшения вашего взаимодействия с сайтом. Продолжая просмотр этого сайта, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie. Дополнительная информация.
Постоянный спрос экономики на высокоуглеродистое топливо привел к увеличению концентрации углекислого газа (CO2) в атмосфере. Даже если будут предприняты усилия по сокращению выбросов углекислого газа, их будет недостаточно, чтобы обратить вспять вредное воздействие этого газа, уже находящегося в атмосфере.
Поэтому ученые разработали оригинальные способы использования уже находящегося в атмосфере углекислого газа, превращая его в полезные молекулы, такие как муравьиная кислота (HCOOH) и метанол. Фотокаталитическое восстановление углекислого газа с использованием видимого света является распространенным методом таких преобразований.
Группа ученых из Токийского технологического института под руководством профессора Казухико Маэды добилась значительных успехов и задокументировала их в международной публикации «Angewandte Chemie» от 8 мая 2023 года.
Они создали металлоорганический каркас (МОК) на основе олова, который позволяет осуществлять селективное фотовосстановление диоксида углерода. Исследователи создали новый МОК на основе олова (Sn) с химической формулой [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: тритиоциануровая кислота и MeOH: метанол).
В большинстве высокоэффективных фотокатализаторов CO2, работающих в видимом свете, в качестве основных компонентов используются редкие драгоценные металлы. Более того, интеграция функций поглощения света и каталитических свойств в единую молекулярную единицу, состоящую из большого количества металлов, остается давней проблемой. Таким образом, олово является идеальным кандидатом, поскольку оно может решить обе проблемы.
МОФы являются лучшими материалами для металлов и органических материалов, и их изучают как более экологичную альтернативу традиционным фотокатализаторам на основе редкоземельных элементов.
Олово (Sn) является потенциальным кандидатом для фотокатализаторов на основе металлоорганических каркасов (МОК), поскольку оно может выступать в качестве катализатора и поглотителя в процессе фотокатализа. Хотя МОК на основе свинца, железа и циркония были extensively изучены, о МОК на основе олова известно немного.
В качестве исходных ингредиентов для получения металлоорганического каркаса на основе олова KGF-10 были использованы H3ttc, MeOH и хлорид олова, а исследователи решили использовать 1,3-диметил-2-фенил-2,3-дигидро-1H-бензо[d]имидазол, который служит донором электронов и источником водорода.
Полученный KGF-10 затем подвергается различным аналитическим процессам. Было установлено, что материал имеет ширину запрещенной зоны 2,5 эВ, поглощает видимый свет и обладает умеренной адсорбционной способностью по отношению к диоксиду углерода.
После того как ученые изучили физические и химические свойства этого нового материала, они использовали его для катализа восстановления диоксида углерода в присутствии видимого света. Они обнаружили, что KGF-10 может эффективно и избирательно преобразовывать CO2 в формиат (HCOO–) с эффективностью до 99% без необходимости использования дополнительных фотосенсибилизаторов или катализаторов.
Кроме того, он обладает рекордно высоким кажущимся квантовым выходом (отношение числа электронов, участвующих в реакции, к общему числу падающих фотонов) в 9,8% при длине волны 400 нм. Более того, структурный анализ, проведенный на протяжении всей реакции, показал, что KGF-10 претерпел структурные модификации, которые способствовали фотокаталитическому восстановлению.
В данном исследовании впервые представлен высокоэффективный однокомпонентный фотокатализатор на основе олова, не содержащий драгоценных металлов, для ускорения превращения диоксида углерода в формиат. Замечательные свойства KGF-10, обнаруженные командой, открывают новые возможности для его использования в качестве фотокатализатора в таких процессах, как снижение выбросов CO2 с использованием солнечной энергии.
Профессор Маэда заключил: «Наши результаты показывают, что металлоорганические каркасы могут служить платформой для использования нетоксичных, недорогих и богатых земной корой металлов для создания превосходных фотокаталитических функций, которые обычно недостижимы при использовании молекулярных металлокомплексов».
Камакура Ю. и др. (2023) Металлоорганические каркасы на основе ионов олова(II) обеспечивают эффективное и селективное восстановление диоксида углерода до образования под воздействием видимого света. Прикладная химия, международное издание. doi:10.1002/ani.202305923
В этом интервью доктор Стюарт Райт, старший научный сотрудник Gatan/EDAX, обсуждает с AZoMaterials многочисленные применения дифракции обратнорассеянных электронов (EBSD) в материаловении и металлургии.
В этом интервью AZoM обсуждает впечатляющий 30-летний опыт компании Avantes в области спектроскопии, ее миссию и будущее линейки продукции с менеджером по продукции Avantes Гером Лоопом.
В этом интервью AZoM беседует с Эндрю Стори из LECO о спектроскопии тлеющего разряда и возможностях, предоставляемых прибором LECO GDS950.
Высокопроизводительные сцинтилляционные камеры ClearView® улучшают характеристики обычной просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).
Лабораторная щековая дробилка XRF Scientific Orbis представляет собой двухступенчатую дробилку тонкого помола, эффективность работы которой позволяет уменьшить размер образца до 55 раз по сравнению с исходным размером.
Узнайте больше о пикоиндентере Hysitron PI 89 SEM от компании Bruer — современном пикоиндентере для количественного наномеханического анализа in situ.
Мировой рынок полупроводников вступил в захватывающий период. Спрос на чиповые технологии одновременно стимулирует и препятствует развитию отрасли, и ожидается, что нынешний дефицит чипов сохранится еще некоторое время. Текущие тенденции могут определить будущее отрасли, и эта тенденция будет продолжать развиваться.
Основное различие между графеновыми батареями и твердотельными батареями заключается в составе каждого электрода. Хотя катод обычно модифицируется, для изготовления анодов также могут использоваться аллотропы углерода.
В последние годы Интернет вещей стремительно внедряется практически во все отрасли, но особенно важен он для индустрии электромобилей.