Newswise – Икътисадны тәэмин итү өчен углерод нигезендәге ягулыкка ихтыяҗ арту һавадагы углерод диоксиды (CO2) күләмен арттыра. CO2 чыгаруларын киметү өчен тырышлыклар күрелсә дә, бу атмосферадагы газның зарарлы йогынтысын киметми. Шуңа күрә тикшеренүчеләр атмосфера CO2 куллануның иҗади ысулларын уйлап таптылар, аны кубыз кислотасы (HCOOH) һәм метанол кебек кыйммәтле матдәләргә әйләндерү юлы белән. Күренмә яктылыкны катализатор буларак кулланып, фотокатализаторлар ярдәмендә CO2 фоторедукциясе мондый үзгәртүләр өчен популяр ысул булып тора.
2023 елның 8 маендагы Angewandte Chemie халыкара санында күрсәтелгән соңгы ачышта, профессор Казухико Маэда һәм аның Токио технология институтындагы тикшеренү төркеме зур уңышларга иреште. Алар CO2 селектив фоторедукциясен алга этәрә торган калай (Sn) металл-органик каркас (MOF) ны уңышлы эшләделәр. Күптән түгел тәкъдим ителгән MOF KGF-10 дип аталды, ә аның химик формуласы [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: тритиоцианур кислотасы, MeOH: метанол). Күренмә яктылыкны кулланып, KGF-10 CO2 ны нәтиҗәле рәвештә кубыз кислотасына (HCOOH) әйләндерә. Профессор Маэда болай дип аңлатты: "Бүгенге көнгә кадәр сирәк һәм асыл металларга нигезләнгән CO2 редукциясе өчен күп кенә югары нәтиҗәле фотокатализаторлар эшләнгән. Ләкин яктылыкны йотучы һәм каталитик функцияләрне күп санлы металлардан торган бер молекуляр берәмлеккә интеграцияләү авыр булып кала." Шулай итеп, Sn бу ике киртәне җиңү өчен идеаль кандидат булып чыкты."
Металллар һәм органик материалларның өстенлекләрен берләштергән MOFлар сирәк җир металларына нигезләнгән традицион фотокатализаторларга экологик яктан чистарак альтернатива буларак тикшерелә. Фотокатализатор процессларында катализатор һәм яктылыкны сеңдерүче буларак икеләтә роле белән билгеле булган Sn, MOF нигезендәге фотокатализаторлар өчен потенциаль вариант булырга мөмкин. Цирконий, тимер һәм кургаштан торган MOFлар киң өйрәнелсә дә, Sn нигезендәге MOFларны аңлау әле дә чикләнгән. Sn нигезендәге MOFларның фотокатализ өлкәсендәге мөмкинлекләрен һәм потенциаль кулланылышларын тулысынча өйрәнү өчен алга таба тикшеренүләр һәм тикшеренүләр кирәк.
Калай нигезендәге MOF KGF-10 синтезлау өчен, тикшеренүчеләр башлангыч компонентлар буларак H3ttc (тритиоцианур кислотасы), MeOH (метанол) һәм калай хлоридын кулландылар. Алар электрон доноры һәм водород чыганагы буларак 1,3-диметил-2-фенил-2,3-дигидро-1H-бензо[d]имидазолны сайладылар. Синтездан соң, алынган KGF-10 төрле аналитик ысулларга дучар ителде. Бу сынаулар материалның уртача CO2 адсорбция сыйдырышлыгына, 2,5 эВ зона аралыгына һәм күренмәле дулкын озынлыгы диапазонында нәтиҗәле абсорбциягә ия булуын күрсәтте.
Яңа материалның физик һәм химик үзлекләрен белү белән коралланып, галимнәр аны күренмәле яктылык белән углекислый газны киметү процессын катализлау өчен кулланганнар. Шунысы игътибарга лаек, тикшеренүчеләр KGF-10ның бернинди ярдәмче фотосенсибилизатор яки катализаторсыз 99% ка кадәр селективлык белән CO2 формалаштыруга (HCOO-) әйләнешенә ирешүен ачыкладылар. Моннан тыш, KGF-10 фотоннарны куллану нәтиҗәлелегенең үлчәме булган күренеш квант чыгаруның югары булуын күрсәтте, ул 400 нмда 9,8% ка җитте. Шунысы игътибарга лаек, фотокаталитик реакция вакытында үткәрелгән структураль анализ KGF-10ның киметү процессына ярдәм итү өчен структураль модификациягә дучар булуын күрсәтте.
Бу новатор тикшеренү югары нәтиҗәле калай нигезендәге KGF-10 фотокатализаторын тәкъдим итә, анда CO2ны күренмә яктылык белән формалаштыру өчен берьяклы катализатор буларак асыл металлар кирәк түгел. Бу тикшеренүдә күрсәтелгән KGF-10ның гаҗәеп үзлекләре аны төрле кушымталарда, шул исәптән кояш энергиясе белән CO2ны торгызуда фотокатализатор буларак куллануда революция ясый ала. Профессор Маэда болай дип йомгаклый: "Безнең нәтиҗәләр MOFларның Җирдә очрый торган, еш кына молекуляр металл комплекслары булган токсик булмаган, экономияле һәм күп санлы металларны куллану аша югары фотокаталитик мөмкинлекләрне үстерү өчен платформа булып хезмәт итә алуын күрсәтә. Бу ачыш фотокатализ өлкәсендә яңа мөмкинлекләр ача һәм Җир ресурсларын тотрыклы һәм нәтиҗәле куллану өчен юл ача."
Newswise журналистларга соңгы яңалыкларга керү мөмкинлеген һәм университетлар, учреждениеләр һәм журналистларга үз аудиторияләренә соңгы яңалыкларны тарату өчен платформа бирә.