Ta članek je bil pregledan v skladu z uredniškimi postopki in politikami revije Science X. Uredniki so poudarili naslednje lastnosti, hkrati pa zagotovili integriteto vsebine:
Podnebne spremembe so globalni okoljski problem. Glavni dejavnik podnebnih sprememb je prekomerno kurjenje fosilnih goriv. Ta proizvajajo ogljikov dioksid (CO2), toplogredni plin, ki prispeva k globalnemu segrevanju. Glede na to vlade po vsem svetu razvijajo politike za omejitev takšnih emisij ogljika. Vendar pa zgolj zmanjšanje emisij ogljika morda ne bo dovolj. Nadzorovati je treba tudi emisije ogljikovega dioksida. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
V zvezi s tem znanstveniki predlagajo kemično pretvorbo ogljikovega dioksida v spojine z dodano vrednostjo, kot sta metanol in mravljinčna kislina (HCOOH). Za proizvodnjo slednje je potreben vir hidridnih ionov (H-), ki so enakovredni enemu protonu in dvema elektronoma. Na primer, redukcijsko-oksidacijski par nikotinamid adenin dinukleotida (NAD+/NADH) je generator in rezervoar hidrida (H-) v bioloških sistemih.
Glede na to je ekipa raziskovalcev pod vodstvom profesorja Hitoshija Tamiakija z univerze Ritsumeikan na Japonskem razvila novo kemijsko metodo z uporabo ruteniju podobnih kompleksov NAD+/NADH za redukcijo CO2 v HCOOH. Rezultati njihove študije so bili objavljeni v reviji ChemSusChem 13. januarja 2023.
Profesor Tamiaki pojasnjuje motivacijo za svojo raziskavo. »Nedavno je bilo dokazano, da se rutenijev kompleks z modelom NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, podvrže fotokemični redukciji z dvema elektronoma. V prisotnosti trietanolamina v acetonitrilu (CH3CN) pod vidno svetlobo je nastal ustrezen kompleks tipa NADH [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2,« je dejal.
„Poleg tega v raztopino [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ z mehurčki regenerira [Ru(bpy)2(pbn)]2+ in proizvaja formatne ione (HCOO-). Vendar je hitrost proizvodnje precej nizka. Kratka. Zato pretvorba H- v CO2 zahteva izboljšan katalitični sistem.“
Zato so raziskovalci raziskali različne reagente in reakcijske pogoje, ki pomagajo zmanjšati emisije ogljikovega dioksida. Na podlagi teh poskusov so predlagali svetlobno inducirano dvoelektronsko redukcijo redoks para [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ v prisotnosti 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazola (BIH). Poleg tega je voda (H2O) v CH3CN namesto trietanolamina dodatno izboljšala izkoristek.

Poleg tega so raziskovalci raziskali tudi možne reakcijske mehanizme z uporabo tehnik, kot so jedrska magnetna resonanca, ciklična voltametrija in UV-vidna spektrofotometrija. Na podlagi tega so postavili hipotezo: Najprej se ob fotoekscitaciji [Ru(bpy)2(pbn)]2+ tvori prosti radikal [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, ki se podvrže naslednji redukciji: BIH. Dobimo [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ in BIH•+. Nato H2O protonira rutenijev kompleks, da se tvori [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ in BI•. Nastali produkt se nesorazmeri v [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ in se vrne v [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Prvi se nato reducira z BI•, da nastane [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Ta kompleks je aktivni katalizator, ki pretvarja H⁻ v CO₂, pri čemer nastajata HCOO⁻ in mravljinčna kislina.
Raziskovalci so pokazali, da ima predlagana reakcija visoko konverzijsko število (število molov ogljikovega dioksida, ki jih pretvori en mol katalizatorja) – 63.
Raziskovalci so navdušeni nad temi odkritji in upajo, da bodo razvili novo metodo pretvorbe energije (sončne svetlobe v kemično energijo) za proizvodnjo novih obnovljivih materialov.
»Naša metoda bo prav tako zmanjšala skupno količino ogljikovega dioksida na Zemlji in pomagala ohranjati ogljikov cikel. Zato lahko zmanjša prihodnje globalno segrevanje,« je dodal profesor Tamiaki. »Poleg tega nam bodo nove tehnologije transporta organskih hidridov zagotovile neprecenljive spojine.«
Dodatne informacije: Yusuke Kinoshita et al., Svetlobno induciran prenos organskega hidrida v CO2**, posredovan z rutenijevimi kompleksi kot modeli za redoks pare NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Če naletite na tipkarsko napako, netočnost ali želite oddati zahtevo za urejanje vsebine na tej strani, uporabite ta obrazec. Za splošna vprašanja uporabite naš kontaktni obrazec. Za splošne povratne informacije uporabite spodnji razdelek za javne komentarje (sledite navodilom).
Vaše povratne informacije so za nas zelo pomembne. Vendar pa zaradi velikega števila sporočil ne moremo zagotoviti osebnega odgovora.
Vaš e-poštni naslov se uporablja samo za to, da prejemniki vedo, kdo je poslal e-pošto. Niti vaš naslov niti naslov prejemnika ne bosta uporabljena za noben drug namen. Podatki, ki jih vnesete, bodo prikazani v vašem e-poštnem sporočilu in jih Phys.org ne bo shranil v nobeni obliki.
Prejemajte tedenske in/ali dnevne posodobitve v svoj nabiralnik. Od prejemanja novic se lahko kadar koli odjavite in vaših podatkov ne bomo nikoli delili s tretjimi osebami.
Naša vsebina je dostopna vsem. Razmislite o podpori poslanstvu Science X s premium računom.

Če želite več informacij, mi prosim pošljite e-pošto.
E-pošta:
info@pulisichem.cn
Tel.：
+86-533-3149598