Lajme nga Lajmet – Kërkesa në rritje për karburante me bazë karboni për të furnizuar ekonominë vazhdon të rrisë sasinë e dioksidit të karbonit (CO2) në ajër. Ndërsa po bëhen përpjekje për të ulur emetimet e CO2, kjo nuk i zbut efektet e dëmshme të gazit që ndodhet tashmë në atmosferë. Prandaj, studiuesit kanë dalë me mënyra krijuese për të përdorur CO2 atmosferik duke e shndërruar atë në substanca të vlefshme si acidi formik (HCOOH) dhe metanoli. Fotoreduktimi i CO2 duke përdorur fotokatalizatorë që përdorin dritën e dukshme si katalizator është një metodë popullore për konvertime të tilla.
Në zbulimin e fundit, të zbuluar në botimin ndërkombëtar të Angewandte Chemie më 8 maj 2023, Profesor Kazuhiko Maeda dhe ekipi i tij kërkimor në Institutin e Teknologjisë të Tokios kanë bërë përparim të konsiderueshëm. Ata kanë zhvilluar me sukses një strukturë metal-organik (MOF) të kallajit (Sn) që promovon fotoreduktimin selektiv të CO2. MOF-i i prezantuar së fundmi u emërua KGF-10 dhe formula e tij kimike është [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: acid tritiocianurik, MeOH: metanol). Duke përdorur dritën e dukshme, KGF-10 e shndërron në mënyrë efektive CO2 në acid formik (HCOOH). Profesor Maeda shpjegoi: "Deri më sot, janë zhvilluar shumë fotokatalizatorë shumë efikasë për reduktimin e CO2 bazuar në metale të rralla dhe fisnike. Megjithatë, integrimi i funksioneve thithëse të dritës dhe katalitike në një njësi të vetme molekulare të përbërë nga një numër i madh metalesh mbetet një sfidë." Kështu, Sn doli të jetë një kandidat ideal për të kapërcyer këto dy pengesa.
MOF-të, të cilat kombinojnë avantazhet e metaleve dhe materialeve organike, po eksplorohen si një alternativë më e gjelbër ndaj fotokatalizatorëve tradicionalë të bazuar në metale të rralla tokësore. Sn, i njohur për rolin e tij të dyfishtë si katalizator dhe thithës i dritës në proceset fotokatalizatuese, mund të jetë potencialisht një opsion i zbatueshëm për fotokatalizatorët me bazë MOF. Megjithëse MOF-të e përbëra nga zirkoni, hekuri dhe plumbi janë studiuar gjerësisht, kuptimi i MOF-ve me bazë Sn është ende i kufizuar. Nevojiten studime dhe studime të mëtejshme për të eksploruar plotësisht mundësitë dhe zbatimet e mundshme të MOF-ve me bazë Sn në fushën e fotokatalizës.
Për të sintetizuar MOF KGF-10 me bazë kallaji, studiuesit përdorën H3ttc (acid tritiocianurik), MeOH (metanol) dhe klorur kallaji si përbërës fillestarë. Ata zgjodhën 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol si dhurues elektronesh dhe burim hidrogjeni. Pas sintezës, KGF-10 i përftuar iu nënshtrua metodave të ndryshme analitike. Këto teste treguan se materiali ka një kapacitet të moderuar të adsorbimit të CO2 me një boshllëk brezi prej 2.5 eV dhe thithje efektive në diapazonin e gjatësisë së valës së dukshme.
Të pajisur me njohuri mbi vetitë fizike dhe kimike të materialit të ri, shkencëtarët e përdorën atë për të katalizuar reduktimin e dioksidit të karbonit nga drita e dukshme. Veçanërisht, studiuesit zbuluan se KGF-10 arrin konvertimin e CO2 në format (HCOO-) me selektivitet deri në 99% pa ndonjë fotosensitizues ose katalizator ndihmës. Përveç kësaj, KGF-10 demonstroi një rendiment kuantik të dukshëm të paparë - një masë e efikasitetit të përdorimit të fotoneve - duke arritur një vlerë prej 9.8% në 400 nm. Veçanërisht, analiza strukturore e kryer gjatë reaksionit fotokatalitik tregoi se KGF-10 i nënshtrohet një modifikimi strukturor për të ndihmuar në procesin e reduktimit.
Ky hulumtim inovativ paraqet një fotokatalizator me bazë kallaji me performancë të lartë KGF-10, pa nevojën për metale fisnike si një katalizator njëkahësh për reduktimin e CO2 për t'u formatuar nga drita e dukshme. Vetitë e jashtëzakonshme të KGF-10 të demonstruara në këtë studim mund të revolucionarizojnë përdorimin e tij si fotokatalizator në një sërë aplikimesh, duke përfshirë reduktimin diellor të CO2. Profesor Maeda përfundon: "Rezultatet tona tregojnë se MOF-të mund të shërbejnë si një platformë për zhvillimin e aftësive superiore fotokatalitike duke përdorur metalet jo-toksike, me kosto efektive dhe të bollshme që gjenden në Tokë, të cilat shpesh janë komplekse metalike molekulare. E paarritshme." Ky zbulim hap horizonte të reja në fushën e fotokatalizës dhe hap rrugën për përdorimin e qëndrueshëm dhe efikas të burimeve të Tokës.
Newswise u ofron gazetarëve qasje në lajmet e fundit dhe një platformë për universitetet, institucionet dhe gazetarët që t'ua shpërndajnë lajmet e fundit audiencës së tyre.