Vi använder cookies för att förbättra din upplevelse. Genom att fortsätta använda webbplatsen godkänner du vår användning av cookies. Mer information.
Ekonomins fortsatta efterfrågan på koldioxidrika bränslen har lett till en ökning av koldioxid (CO2) i atmosfären. Även om ansträngningar görs för att minska koldioxidutsläppen räcker de inte för att motverka de skadliga effekterna av gasen som redan finns i atmosfären.
Så har forskare utvecklat kreativa sätt att använda koldioxiden som redan finns i atmosfären genom att omvandla den till användbara molekyler som myrsyra (HCOOH) och metanol. Fotokatalytisk fotoreduktion av koldioxid med hjälp av synligt ljus är en vanlig metod för sådana omvandlingar.
Ett forskarlag från Tokyo Institute of Technology, lett av professor Kazuhiko Maeda, har gjort stora framsteg och dokumenterat dem i den internationella publikationen "Angewandte Chemie" daterad 8 maj 2023.
De skapade ett tennbaserat metallorganiskt ramverk (MOF) som möjliggör selektiv fotoreduktion av koldioxid. Forskarna skapar en ny tenn(Sn)-baserad MOF med den kemiska formeln [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: tritiocyanursyra och MeOH: metanol).
De flesta högeffektiva CO2-fotokatalysatorer baserade på synligt ljus använder sällsynta ädelmetaller som huvudkomponenter. Dessutom är integrationen av ljusabsorption och katalytiska funktioner i en enda molekylär enhet bestående av ett stort antal metaller fortfarande en långvarig utmaning. Därför är Sn en idealisk kandidat eftersom det kan lösa båda problemen.
MOF:er är de bästa materialen för metaller och organiska material, och MOF:er studeras som ett grönare alternativ till traditionella fotokatalysatorer av sällsynta jordartsmetaller.
Sn är ett potentiellt val för MOF-baserade fotokatalysatorer eftersom det kan fungera som katalysator och avfångare under den fotokatalytiska processen. Även om bly-, järn- och zirkoniumbaserade MOF:er har studerats ingående, är lite känt om tennbaserade MOF:er.
H3ttc, MeOH och tennklorid användes som utgångsingredienser för att framställa den tennbaserade MOF KGF-10, och forskarna bestämde sig för att använda 1,3-dimetyl-2-fenyl-2,3-dihydro-1H-benso[d]imidazol, som fungerar som elektrondonator och vätekälla.
Den resulterande KGF-10 utsätts sedan för olika analytiska processer. De fann att materialet har ett bandgap på 2,5 eV, absorberar synliga ljusvåglängder och har en måttlig koldioxidadsorptionskapacitet.
När forskare väl förstod de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos detta nya material använde de det för att katalysera reduktionen av koldioxid i närvaro av synligt ljus. De fann att KGF-10 effektivt och selektivt kan omvandla CO2 till formiat (HCOO–) med upp till 99 % effektivitet utan behov av ytterligare fotosensibiliseringsmedel eller katalysatorer.
Den har också ett rekordhögt skenbart kvantutbyte (förhållandet mellan antalet elektroner involverade i reaktionen och det totala antalet infallande fotoner) på 9,8 % vid en våglängd på 400 nm. Dessutom visade strukturanalys som utfördes under hela reaktionen att KGF-10 genomgick strukturella modifieringar som främjade fotokatalytisk reduktion.
Denna studie presenterar för första gången en högeffektiv, enkomponents, ädelmetallfri tennbaserad fotokatalysator för att accelerera omvandlingen av koldioxid till formiat. De anmärkningsvärda egenskaperna hos KGF-10 som upptäckts av teamet öppnar nya möjligheter för dess användning som fotokatalysator i processer som att minska koldioxidutsläpp med hjälp av solenergi.
Professor Maeda avslutade: ”Våra resultat tyder på att MOF:er kan fungera som en plattform för att använda giftfria, billiga och jordrika metaller för att skapa överlägsna fotokatalytiska funktioner som vanligtvis är ouppnåeliga med molekylära metallkomplex.”
Kamakura Y et al (2023) Tenn(II)-baserade metallorganiska ramverk möjliggör effektiv och selektiv reduktion av koldioxid till bildning under synligt ljus. Tillämpad kemi, internationell utgåva. doi:10.1002/ani.202305923
I den här intervjun diskuterar Dr. Stuart Wright, seniorforskare på Gatan/EDAX, med AZoMaterials de många tillämpningarna av elektronåterspridningsdiffraktion (EBSD) inom materialvetenskap och metallurgi.
I den här intervjun diskuterar AZoM Avantes imponerande 30 års erfarenhet inom spektroskopi, deras uppdrag och framtiden för produktlinjen med Avantes produktchef Ger Loop.
I den här intervjun talar AZoM med LECOs Andrew Storey om glödurladdningsspektroskopi och de funktioner som LECO GDS950 erbjuder.
ClearView® högpresterande scintillationskameror förbättrar prestandan för rutinmässig transmissionselektronmikroskopi (TEM).
XRF Scientific Orbis Laboratory Jaw Crusher är en dubbelverkande finkross vars käftkrosseffektivitet kan minska provstorleken med upp till 55 gånger sin ursprungliga storlek.
Lär dig mer om Bruers Hysitron PI 89 SEM picoindent, en toppmodern picoindent för kvantitativ nanomekanisk analys in situ.
Den globala halvledarmarknaden har gått in i en spännande period. Efterfrågan på chipteknik har både drivit och hämmat branschen, och den nuvarande chipbristen förväntas fortsätta ett tag. Nuvarande trender kan forma branschens framtid, och denna trend kommer att fortsätta att utvecklas.
Den största skillnaden mellan grafenbatterier och fastkroppsbatterier är sammansättningen av varje elektrod. Även om katoden vanligtvis är modifierad kan allotroper av kol också användas för att tillverka anoder.
Under senare år har sakernas internet introducerats snabbt i nästan alla branscher, men det är särskilt viktigt inom elfordonsindustrin.