КАНАЗАВА, Япония, 2023 елның 8 июне /PRNewswire/ — Каназава университеты тикшеренүчеләре углерод-нейтраль җәмгыять өчен углерод диоксидының химик яктан киметүне тизләтү өчен калай дисульфидының ультра-нечкә катламын ничек кулланырга мөмкинлеге турында хәбәр итәләр.
Сәнәгать процессларыннан бүленеп чыккан углерод диоксидын (CO2) кабат эшкәртү кешелекнең тотрыклы, углерод-нейтраль җәмгыятькә омтылышында зарур. Шуңа күрә хәзерге вакытта CO2ны башка зарарсыз химик продуктларга нәтиҗәле әйләндерә алырлык электрокатализаторлар киң өйрәнелә. Ике үлчәмле (2D) металл дихалкогенидлары дип аталган материаллар классы CO2ны әйләндерү өчен электрокатализаторлар буларак кандидатлар булып тора, ләкин бу материаллар еш кына көндәш реакцияләрне дә стимуллаштыра, аларның нәтиҗәлелеген киметә. Ясуфуми Такахаши һәм Каназава университетының Нанобиология фән институтындагы (WPI-NanoLSI) хезмәттәшләре табигый чыгышлы гына түгел, ә CO2ны кумырска кислотасына нәтиҗәле рәвештә киметә алырлык ике үлчәмле металл дихалкогенидын ачыкладылар. Моннан тыш, бу бәйләнеш арадаш звено булып тора. химик синтез продукты.
Такахаши һәм хезмәттәшләре ике үлчәмле дисульфидның (MoS2) һәм калай дисульфидының (SnS2) каталитик активлыгын чагыштырдылар. Икесе дә ике үлчәмле металл дихалкогенидлары, соңгысы аеруча кызыклы, чөнки саф калай кубыз кислотасы җитештерү өчен катализатор булып тора. Бу кушылмаларны электрохимик тикшерүләр күрсәткәнчә, водород бүленеп чыгу реакциясе (HER) CO2 конверсиясе урынына MoS2 кулланып тизләтелә. HER водород җитештерүче реакциягә карый, ул водород ягулыгы җитештерүгә ниятләгәндә файдалы, ләкин CO2 редукциясе очрагында бу теләмәгән көндәшлек процессы. Икенче яктан, SnS2 яхшы CO2 редукция активлыгы күрсәтте һәм HERны тоткарлады. Тикшеренүчеләр шулай ук ​​SnS2 порошогын электрохимик үлчәүләр ясадылар һәм аның CO2 каталитик редукциясендә азрак актив булуын ачыкладылар.
SnS2 да каталитик актив үзәкләрнең кайда урнашканлыгын һәм ни өчен 2D материалның күп күләмле кушылмага караганда яхшырак эшләвен аңлау өчен, галимнәр сканерлаучы күзәнәк электрохимик микроскопиясе (SECCM) дип аталган ысулны кулландылар. SECCM нанопипетка буларак кулланыла, үрнәкләрдәге өслек реакцияләренә сизгер булган зондлар өчен наномасштаблы мениск формасындагы электрохимик күзәнәк барлыкка китерә. Үлчәүләр SnS2 битенең бөтен өслегенең каталитик актив булуын күрсәтте, структурадагы "платформа" яки "кырый" элементлары гына түгел. Бу шулай ук ​​2D SnS2ның күп күләмле SnS2 белән чагыштырганда ни өчен югарырак активлыкка ия ​​булуын да аңлата.
Исәпләүләр барган химик реакцияләргә өстәмә күзаллау бирә. Аерым алганда, 2D SnS2 катализатор буларак кулланылганда, кумурска кислотасы барлыкка килүе энергетика яктан уңай реакция юлы буларак ачыкланган.
Такахаши һәм хезмәттәшләренең ачышлары электрохимик CO2 редукцияләү кушымталарында ике үлчәмле электрокатализаторлар куллануга таба мөһим адым булып тора. Галимнәр болай дип китерәләр: "Бу нәтиҗәләр углерод диоксидын электрохимик редукцияләү өчен ике үлчәмле металл дихалкогенид электрокатализ стратегиясен яхшырак аңлау һәм эшләү мөмкинлеген бирәчәк, бу исә ян эффектларсыз углеводородлар, спиртлар, май кислоталары һәм алкеннар җитештерүгә ярдәм итәчәк."
Металл дихалкогенидларының ике үлчәмле (2D) катламнары (яки монокатламнары) - MX2 ​​тибындагы материаллар, монда M - металл атомы, мәсәлән, молибден (Mo) яки калай (Sn), ә X - халькоген атомы, мәсәлән, күкерт (C). Структураны M атомнары катламы өстендә X атомнары катламы буларак күрсәтергә мөмкин, ул үз чиратында X атомнары катламында урнашкан. Ике үлчәмле металл дихалкогенидлары ике үлчәмле материаллар дип аталган класска керә (алар арасында графен да бар), бу аларның нечкәләнүен аңлата. 2D материаллар еш кына үзләренең күләмле (3D) аналогларыннан аерылып торган физик үзлекләргә ия.
Ике үлчәмле металл дихалкогенидлары водород бүленеп чыгу реакциясендә (HER) электрокаталитик активлыгы өчен тикшерелде, бу водородны җитештерүче химик процесс. Ләкин хәзер Ясуфуми Такахаши һәм Канадзава университетындагы хезмәттәшләре ике үлчәмле металл дихалкогениды SnS2 HER каталитик активлыгы күрсәтмәвен ачыкладылар; бу юлның стратегик контекстында бик мөһим үзенчәлек.
Yusсуке Кавабе, Йошиказу Ито, utaта Хори, Суреш Кукунури, Фумия Шиокава, Томохико Нишиучи, Самуэль Чон, Косуке Катагири, Зейю Си, Чикай Ли, Ясутеру Шигета һәм Ясуфуми Такахаши. CO2, ACS XX, XXX - XXX (2023) электрохимик күчерү өчен тәлинкә 1T / 1H-SnS2.
Исем: CO2 чыгаруны киметү өчен SnS2 катламнарының каталитик активлыгын өйрәнү максатыннан күзәнәкләрнең электрохимик микроскопиясе буенча сканерлау экспериментлары.
Каназава университетының Нанобиологик институты (NanoLSI) 2017 елда дөньяның әйдәп баручы халыкара тикшеренү үзәге MEXT программасы кысаларында оештырылган. Программаның максаты - дөнья дәрәҗәсендәге тикшеренү үзәге булдыру. Биологик сканерлау зонд микроскопиясе өлкәсендәге иң мөһим белемнәрне берләштереп, NanoLSI биомолекулаларны турыдан-туры сурәтләү, анализлау һәм манипуляцияләү өчен "наноэндоскопия технологиясен" булдыра, бу исә авырулар кебек тормыш күренешләрен контрольдә тотучы механизмнарны аңларга ярдәм итә.
Япон диңгезе ярындагы әйдәп баручы гомуми белем бирү университеты буларак, Канадзава университеты 1949 елда оешканнан бирле Япониядә югары белем бирүгә һәм академик тикшеренүләргә зур өлеш кертте. Университетның өч колледжы һәм медицина, исәпләү һәм гуманитар фәннәр кебек дисциплиналарны тәкъдим итүче 17 мәктәбе бар.
Университет үзенең тарихы һәм мәдәнияте белән данлыклы Канадзава шәһәрендә, Япон диңгезе ярында урнашкан. Феодаль чордан (1598-1867) башлап, Канадзава абруйлы интеллектуаль абруйга ия булды. Канадзава университеты ике төп кампуска бүленгән: Какума һәм Такарамачи, һәм анда якынча 10,200 студент укый, шуларның 600е - чит ил студентлары.
Оригиналь эчтәлекне карау: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html