Newswise – Афзоиши талабот ба сӯзишвории карбон барои сӯзишвории иқтисодиёт боиси афзоиши миқдори гази карбон (CO2) дар ҳаво мегардад. Дар ҳоле ки кӯшишҳо барои кам кардани партовҳои CO2 анҷом дода мешаванд, ин таъсири зараровари газеро, ки аллакай дар атмосфера аст, коҳиш намедиҳад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон роҳҳои эҷодии истифодаи CO2-и атмосфераро тавассути табдил додани он ба моддаҳои арзишманд ба монанди кислотаи формик (HCOOH) ва метанол пайдо кардаанд. Фоторедуксияи CO2 бо истифода аз фотокатализаторҳо бо истифода аз нури намоён ҳамчун катализатор як усули маъмули чунин табдилдиҳӣ мебошад.
Дар охирин кашфиёте, ки дар нашри байналмилалии Angewandte Chemie аз 8 майи соли 2023 ошкор шудааст, профессор Казухико Маэда ва гурӯҳи тадқиқотии ӯ дар Институти технологии Токио ба пешрафти назаррас ноил гардиданд. Онҳо бомуваффақият чаҳорчӯбаи металл-органикии қалъагӣ (Sn)-ро (MOF) таҳия карданд, ки фоторедуксияи интихобии CO2-ро мусоидат мекунад. MOF-и ба наздикӣ муаррифишуда KGF-10 номгузорӣ шудааст ва формулаи химиявии он [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: кислотаи тритиоцианурӣ, MeOH: метанол) мебошад. Бо истифода аз нури намоён, KGF-10 CO2-ро ба кислотаи формик (HCOOH) самаранок табдил медиҳад. Профессор Маэда шарҳ дод: "То имрӯз, бисёр фотокатализаторҳои хеле самаранок барои редуксияи CO2 дар асоси металлҳои нодир ва асил таҳия шудаанд. Аммо, муттаҳид кардани функсияҳои ҷаббанда ва каталитикӣ ба як воҳиди ягонаи молекулавӣ, ки аз шумораи зиёди металлҳо иборат аст, мушкил боқӣ мемонад." Ҳамин тариқ, Sn номзади беҳтарин барои бартараф кардани ин ду монеа буд."
MOF-ҳо, ки бартариҳои металлҳо ва маводҳои органикиро муттаҳид мекунанд, ҳамчун алтернативаи сабзтар ба фотокатализаторҳои анъанавӣ, ки ба металлҳои нодир асос ёфтаанд, омӯхта мешаванд. Sn, ки бо нақши дугонаи худ ҳамчун катализатор ва ҷаббандаи нур дар равандҳои фотокатализатор маъруф аст, метавонад як варианти қобили қабул барои фотокатализаторҳои MOF бошад. Гарчанде ки MOF-ҳо, ки аз цирконий, оҳан ва сурб иборатанд, ба таври васеъ омӯхта шудаанд, фаҳмиши MOF-ҳои Sn то ҳол маҳдуд аст. Барои омӯхтани пурраи имконот ва татбиқи эҳтимолии MOF-ҳои Sn дар соҳаи фотокатализ таҳқиқот ва таҳқиқоти минбаъда лозиманд.
Барои синтези MOF KGF-10 дар асоси қалъагӣ, муҳаққиқон H3ttc (кислотаи тритиоцианурӣ), MeOH (метанол) ва хлориди қалъагӣ ҳамчун ҷузъҳои ибтидоӣ истифода бурданд. Онҳо 1,3-диметил-2-фенил-2,3-дигидро-1H-бензо[d]имидазолро ҳамчун донори электронӣ ва манбаи гидроген интихоб карданд. Пас аз синтез, KGF-10-и ҳосилшуда ба усулҳои гуногуни таҳлилӣ дучор карда шуд. Ин озмоишҳо нишон доданд, ки мавод дорои қобилияти мӯътадили адсорбсияи CO2 бо фосилаи банди 2,5 эВ ва ҷабби самаранок дар диапазони намоёни мавҷ мебошад.
Олимон бо дониши хосиятҳои физикӣ ва химиявии маводи нав мусаллаҳ шуда, онро барои катализ кардани коҳиши гази карбон тавассути нури намоён истифода бурданд. Қобили зикр аст, ки муҳаққиқон муайян карданд, ки KGF-10 бо то 99% интихобӣ бидуни ягон фотосенсибилизатор ё катализатори ёрирасон табдили CO2-ро барои шаклдиҳӣ (HCOO-) ба даст меорад. Илова бар ин, KGF-10 ҳосили бесобиқаи баланди квантии намоёнро нишон дод - ченаки самаранокии истифодаи фотонҳо - ки дар 400 нм ба 9,8% расид. Қобили зикр аст, ки таҳлили сохторӣ, ки ҳангоми реаксияи фотокаталитикӣ гузаронида шуд, нишон дод, ки KGF-10 барои мусоидат ба раванди коҳиш тағйири сохторӣ мегирад.
Ин таҳқиқоти навоварона фотокатализатори баландсифати қалъагӣ KGF-10-ро пешниҳод мекунад, ки ба металлҳои наҷиб ҳамчун катализатори яктарафа барои коҳиш додани CO2 барои ташаккул тавассути нури намоён ниёз надорад. Хусусиятҳои аҷиби KGF-10, ки дар ин таҳқиқот нишон дода шудаанд, метавонанд истифодаи онро ҳамчун фотокатализатор дар як қатор барномаҳо, аз ҷумла коҳиш додани CO2 бо истифода аз офтоб, инқилоб кунанд. Профессор Маэда хулоса мекунад: "Натиҷаҳои мо нишон медиҳанд, ки MOF-ҳо метавонанд ҳамчун платформа барои рушди қобилиятҳои олии фотокаталитикӣ бо истифода аз металлҳои ғайризаҳролуд, арзон ва фаровон, ки дар Замин мавҷуданд, ки аксар вақт комплексҳои металлии молекулавӣ мебошанд, хизмат кунанд. Дастнорас аст." Ин кашфиёт имкониятҳои нав, уфуқҳои навро дар соҳаи фотокатализ мекушояд ва роҳро барои истифодаи устувор ва самараноки захираҳои Замин ҳамвор мекунад.
Newswise ба рӯзноманигорон дастрасӣ ба хабарҳои фаврӣ ва платформаеро барои донишгоҳҳо, муассисаҳо ва рӯзноманигорон фароҳам меорад, то хабарҳои фавриро ба аудиторияи худ паҳн кунанд.