Używamy plików cookie, aby ulepszyć Twoje wrażenia. Kontynuując przeglądanie tej witryny, wyrażasz zgodę na używanie przez nas plików cookie. Więcej informacji.
Ciągłe zapotrzebowanie gospodarki na paliwa wysokoemisyjne doprowadziło do wzrostu stężenia dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze. Nawet jeśli zostaną podjęte wysiłki mające na celu redukcję emisji dwutlenku węgla, nie wystarczą one, aby odwrócić szkodliwe skutki obecności tego gazu w atmosferze.
Naukowcy opracowali więc kreatywne sposoby wykorzystania dwutlenku węgla już obecnego w atmosferze, przekształcając go w użyteczne cząsteczki, takie jak kwas mrówkowy (HCOOH) i metanol. Fotokatalityczna fotoredukcja dwutlenku węgla z wykorzystaniem światła widzialnego jest powszechną metodą takich przemian.
Zespół naukowców z Tokijskiego Instytutu Technologicznego pod kierownictwem profesora Kazuhiko Maedy poczynił znaczące postępy i udokumentował je w międzynarodowej publikacji „Angewandte Chemie” z 8 maja 2023 r.
Stworzyli metaloorganiczny szkielet (MOF) na bazie cyny, który umożliwia selektywną fotoredukcję dwutlenku węgla. Naukowcy opracowują nowy MOF na bazie cyny (Sn) o wzorze chemicznym [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: kwas tritiocyjanurowy i MeOH: metanol).
Większość wysoce wydajnych fotokatalizatorów CO2 opartych na świetle widzialnym wykorzystuje jako główne składniki rzadkie metale szlachetne. Co więcej, integracja funkcji absorpcji światła i katalizy w jednej jednostce molekularnej złożonej z dużej liczby metali pozostaje od dawna wyzwaniem. Dlatego Sn jest idealnym kandydatem, ponieważ może rozwiązać oba te problemy.
Materiały MOF to najlepsze materiały do ​​stosowania w przypadku metali i materiałów organicznych. Są one badane jako bardziej ekologiczna alternatywa dla tradycyjnych fotokatalizatorów z pierwiastków ziem rzadkich.
Sn stanowi potencjalny wybór dla fotokatalizatorów na bazie MOF, ponieważ może działać jako katalizator i zmiatacz w procesie fotokatalizy. Chociaż MOF-y na bazie ołowiu, żelaza i cyrkonu były szeroko badane, niewiele wiadomo na temat MOF-ów na bazie cyny.
Do przygotowania materiału MOF na bazie cyny KGF-10 jako składników wyjściowych użyto H3ttc, MeOH i chlorku cyny, natomiast naukowcy zdecydowali się na użycie 1,3-dimetylo-2-fenylo-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazolu, który służy jako donor elektronów i źródło wodoru.
Otrzymany KGF-10 poddaje się następnie różnym procesom analitycznym. Stwierdzono, że materiał ma przerwę energetyczną równą 2,5 eV, absorbuje światło widzialne i charakteryzuje się umiarkowaną zdolnością adsorpcji dwutlenku węgla.
Gdy naukowcy zrozumieli właściwości fizyczne i chemiczne tego nowego materiału, wykorzystali go do katalizowania redukcji dwutlenku węgla w obecności światła widzialnego. Odkryli, że KGF-10 może wydajnie i selektywnie przekształcać CO2 w mrówczan (HCOO–) z wydajnością sięgającą 99%, bez potrzeby stosowania dodatkowych fotosensybilizatorów lub katalizatorów.
Posiada również rekordowo wysoką pozorną wydajność kwantową (stosunek liczby elektronów biorących udział w reakcji do całkowitej liczby padających fotonów) wynoszącą 9,8% przy długości fali 400 nm. Co więcej, analiza strukturalna przeprowadzona w trakcie reakcji wykazała, że ​​KGF-10 uległ modyfikacjom strukturalnym, które sprzyjały redukcji fotokatalitycznej.
Niniejsze badanie po raz pierwszy prezentuje wysoce wydajny, jednoskładnikowy, niezawierający metali szlachetnych fotokatalizator na bazie cyny, który przyspiesza konwersję dwutlenku węgla do mrówczanu. Niezwykłe właściwości KGF-10 odkryte przez zespół otwierają nowe możliwości jego wykorzystania jako fotokatalizatora w procesach takich jak redukcja emisji CO2 za pomocą energii słonecznej.
Profesor Maeda podsumował: „Nasze wyniki wskazują, że MOF-y mogą służyć jako platforma do wykorzystania nietoksycznych, tanich i bogatych w pierwiastki ziem metali w celu tworzenia lepszych funkcji fotokatalitycznych, które są zazwyczaj nieosiągalne w przypadku stosowania kompleksów molekularnych metali”.
Kamakura Y i in. (2023) Metaloorganiczne struktury oparte na cynie(II) umożliwiają wydajną i selektywną redukcję dwutlenku węgla do postaci widzialnej. Applied Chemistry, wydanie międzynarodowe. doi:10.1002/ani.202305923
W tym wywiadzie dr Stuart Wright, starszy naukowiec w Gatan/EDAX, omawia z AZoMaterials liczne zastosowania dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD) w nauce o materiałach i metalurgii.
W tym wywiadzie AZoM rozmawia z Gerem Loopem, kierownikiem ds. produktów w Avantes, o imponującym 30-letnim doświadczeniu firmy Avantes w dziedzinie spektroskopii, jej misji i przyszłości linii produktów.
W tym wywiadzie AZoM rozmawia z Andrew Storeyem z LECO o spektroskopii jarzeniowej i możliwościach oferowanych przez LECO GDS950.
Wysokowydajne kamery scyntylacyjne ClearView® poprawiają jakość rutynowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).
Laboratoryjna kruszarka szczękowa XRF Scientific Orbis to dwufunkcyjna kruszarka szczękowa, której wydajność pozwala na zmniejszenie rozmiaru próbki nawet 55-krotnie w stosunku do jej pierwotnego rozmiaru.
Poznaj pikoindenter Hysitron PI 89 SEM firmy Bruer – najnowocześniejszy pikoindenter do ilościowej analizy nanomechanicznej in situ.
Globalny rynek półprzewodników wkroczył w ekscytujący okres. Popyt na technologię chipów zarówno napędzał, jak i hamował rozwój branży, a obecny niedobór chipów prawdopodobnie utrzyma się jeszcze przez jakiś czas. Obecne trendy mogą kształtować przyszłość branży i będą się one nadal rozwijać.
Główną różnicą między bateriami grafenowymi a bateriami ze stałym elektrolitem jest skład każdej elektrody. Chociaż katoda jest zazwyczaj modyfikowana, do produkcji anod można również wykorzystać odmiany alotropowe węgla.
W ostatnich latach Internet rzeczy został szybko wprowadzony do niemal wszystkich branż, ale jest szczególnie istotny w branży pojazdów elektrycznych.