Newswise – Ang nagkadako nga panginahanglan alang sa mga carbon-based fuels aron mapalambo ang ekonomiya nagpadayon sa pagdugang sa gidaghanon sa carbon dioxide (CO2) sa hangin. Samtang gihimo ang mga paningkamot aron makunhuran ang mga emisyon sa CO2, wala kini makapamenos sa makadaot nga mga epekto sa gas nga anaa na sa atmospera. Busa, ang mga tigdukiduki nakahimo og mga mamugnaon nga paagi sa paggamit sa atmospheric CO2 pinaagi sa pag-convert niini ngadto sa bililhong mga substansiya sama sa formic acid (HCOOH) ug methanol. Ang photoreduction sa CO2 gamit ang mga photocatalyst gamit ang makita nga kahayag isip catalyst usa ka popular nga pamaagi alang sa maong mga pagkakabig.
Sa pinakabag-o nga kalampusan, nga gibutyag sa Mayo 8, 2023, internasyonal nga edisyon sa Angewandte Chemie, si Propesor Kazuhiko Maeda ug ang iyang research team sa Tokyo Institute of Technology nakahimo og dakong kalamboan. Malampuson nilang naugmad ang usa ka tin (Sn) metal-organic framework (MOF) nga nagpasiugda sa selective photoreduction sa CO2. Ang bag-o lang gipaila nga MOF ginganlan og KGF-10 ug ang kemikal nga pormula niini mao ang [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: trithiocyanuric acid, MeOH: methanol). Gamit ang makita nga kahayag, ang KGF-10 epektibong nag-convert sa CO2 ngadto sa formic acid (HCOOH). Gipasabot ni Propesor Maeda, "Hangtod karon, daghang episyente nga photocatalysts para sa pagkunhod sa CO2 base sa talagsaon ug halangdon nga mga metal ang naugmad. Bisan pa, ang paghiusa sa light-absorbing ug catalytic functions ngadto sa usa ka single molecular unit nga gilangkoban sa daghang mga metal nagpabilin nga usa ka hagit." Busa, ang Sn napamatud-an nga usa ka sulundon nga kandidato aron mabuntog kini nga duha ka babag.
Ang mga MOF, nga naghiusa sa mga bentaha sa mga metal ug organikong materyales, gisusi karon isip mas lunhaw nga alternatibo sa tradisyonal nga mga photocatalyst nga gibase sa mga rare earth metal. Ang Sn, nga nailhan tungod sa doble nga papel niini isip catalyst ug light absorber sa mga proseso sa photocatalyst, mahimong usa ka maayong kapilian alang sa mga photocatalyst nga nakabase sa MOF. Bisan tuod ang mga MOF nga gilangkoban sa zirconium, iron, ug lead gitun-an na pag-ayo, ang pagsabot sa mga Sn-based MOF limitado pa gihapon. Gikinahanglan ang dugang nga mga pagtuon ug mga pagtuon aron hingpit nga masusi ang mga posibilidad ug potensyal nga aplikasyon sa mga Sn-based MOF sa natad sa photocatalysis.
Aron ma-synthesize ang tin-based MOF KGF-10, gigamit sa mga tigdukiduki ang H3ttc (trithiocyanuric acid), MeOH (methanol), ug tin chloride isip mga sinugdanang sangkap. Gipili nila ang 1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazole isip electron donor ug hydrogen source. Human sa synthesis, ang nakuha nga KGF-10 gipailalom sa lain-laing mga pamaagi sa pag-analisa. Kini nga mga pagsulay nagpakita nga ang materyal adunay kasarangan nga kapasidad sa adsorption sa CO2 nga adunay band gap nga 2.5 eV ug epektibo nga pagsuhop sa makita nga wavelength range.
Gamit ang kahibalo sa pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa bag-ong materyal, gigamit kini sa mga siyentista aron ma-catalyze ang pagkunhod sa carbon dioxide pinaagi sa makita nga kahayag. Talalupangdon nga nadiskobrehan sa mga tigdukiduki nga ang KGF-10 nakab-ot ang CO2 aron maporma (HCOO-) nga pagkakabig nga adunay hangtod sa 99% nga selectivity nga wala’y bisan unsang auxiliary photosensitizer o catalyst. Dugang pa, ang KGF-10 nagpakita sa usa ka wala pa sukad nga taas nga apparent quantum yield - usa ka sukod sa kahusayan sa paggamit sa mga photon - nga nakaabot sa kantidad nga 9.8% sa 400 nm. Talalupangdon nga ang structural analysis nga gihimo atol sa photocatalytic reaction nagpakita nga ang KGF-10 gipailalom sa usa ka structural modification aron makatabang sa proseso sa pagkunhod.
Kining bag-ong panukiduki nagpresentar og usa ka taas nga performance nga tin-based photocatalyst nga KGF-10 nga dili na kinahanglan og noble metals isip one-way catalyst para sa pagkunhod sa CO2 aron maporma pinaagi sa makita nga kahayag. Ang talagsaong mga kabtangan sa KGF-10 nga gipakita niini nga pagtuon mahimong makapausab sa paggamit niini isip photocatalyst sa lain-laing mga aplikasyon, lakip na ang solar CO2 reduction. Si Propesor Maeda mihinapos: “Ang among mga resulta nagpakita nga ang mga MOF mahimong magsilbing plataporma para sa pagpalambo sa labaw nga photocatalytic capabilities gamit ang dili makahilo, barato, ug daghang metal nga makita sa Yuta, nga kasagaran mga molecular metal complexes. Dili makab-ot.” Kini nga nadiskobrehan nagbukas og bag-ong mga posibilidad. bag-ong mga kapunawpunawan sa natad sa photocatalysis ug nagbukas sa dalan para sa malungtaron ug episyente nga paggamit sa mga kahinguhaan sa Yuta.
Ang Newswise naghatag sa mga tigbalita og access sa mga nagbag-ong balita ug usa ka plataporma para sa mga unibersidad, institusyon, ug mga tigbalita aron ipang-apod-apod ang mga nagbag-ong balita sa ilang mga tumatan-aw.