КАНАЗАВА, Ҷопон, 8 июни соли 2023 /PRNewswire/ — Муҳаққиқони Донишгоҳи Каназава гузориш медиҳанд, ки чӣ гуна як қабати ултра тунуки дисульфиди қалъагӣ метавонад барои суръат бахшидан ба коҳиши кимиёвии гази карбон барои ҷомеаи бетарафи карбон истифода шавад.
Коркарди дубораи дуоксиди карбон (CO2), ки аз равандҳои саноатӣ хориҷ мешавад, дар талоши фаврии башарият барои ҷомеаи устувор ва бетарафи карбон зарур аст. Аз ин рӯ, электрокатализаторҳое, ки метавонанд CO2-ро ба дигар маҳсулоти кимиёвии камтар зараровар табдил диҳанд, айни замон ба таври васеъ омӯхта мешаванд. Як синфи маводҳое, ки бо номи дихалкогенидҳои металлии дученака (2D) маълуманд, номзадҳо ҳамчун электрокатализаторҳо барои табдили CO мебошанд, аммо ин маводҳо аксар вақт инчунин реаксияҳои рақобатпазирро ба вуҷуд меоранд ва самаранокии онҳоро коҳиш медиҳанд. Ясуфуми Такаҳаши ва ҳамкоронаш дар Институти илмии нанобиологияи Донишгоҳи Каназава (WPI-NanoLSI) дихалкогениди металлии дученакаеро муайян карданд, ки метавонад CO2-ро ба кислотаи формик самаранок коҳиш диҳад, на танҳо пайдоиши табиӣ. Ғайр аз ин, ин пайвастагӣ як пайванди мобайнӣ аст. маҳсули синтези кимиёвӣ.
Такаҳаши ва ҳамкоронаш фаъолияти каталитикии дисульфиди дученака (MoS2) ва дисульфиди қалъагӣ (SnS2)-ро муқоиса карданд. Ҳарду дихалкогенидҳои дученака аз металл мебошанд, ки охиринаш махсусан ҷолиб аст, зеро қалъагии холис ҳамчун катализатор барои истеҳсоли кислотаи формик маълум аст. Санҷиши электрохимиявии ин пайвастагиҳо нишон дод, ки реаксияи эволютсияи гидроген (HER) бо истифода аз MoS2 ба ҷои табдили CO2 суръат мегирад. HER ба реаксияе ишора мекунад, ки гидрогенро ба вуҷуд меорад, ки ҳангоми нияти истеҳсоли сӯзишвории гидроген муфид аст, аммо дар мавриди коҳиши CO2, ин як раванди номатлуби рақобатпазир аст. Аз тарафи дигар, SnS2 фаъолияти хуби коҳиши CO2-ро нишон дод ва HER-ро бозмедошт. Муҳаққиқон инчунин андозагириҳои электрохимиявии хокаи SnS2-и ҳаҷмиро анҷом доданд ва муайян карданд, ки он дар коҳиши каталитикии CO2 камтар фаъол аст.
Барои фаҳмидани он ки марказҳои фаъоли каталитикӣ дар SnS2 дар куҷо ҷойгиранд ва чаро маводи дученакаи андоза нисбат ба пайвастагии ҳаҷмӣ беҳтар кор мекунад, олимон усулеро бо номи микроскопияи электрохимиявии ҳуҷайраҳои сканкунӣ (SECCM) истифода бурданд. SECCM ҳамчун нанопипетка истифода мешавад, ки як ҳуҷайраи электрохимиявии шакли менискус-шакли нано-андозаро барои зондҳое ташкил медиҳад, ки ба аксуламалҳои сатҳӣ дар намунаҳо ҳассосанд. Андозагирӣ нишон дод, ки тамоми сатҳи варақаи SnS2 аз ҷиҳати каталитикӣ фаъол буд, на танҳо унсурҳои "платформа" ё "канор" дар сохтор. Ин инчунин шарҳ медиҳад, ки чаро SnS2-и дученакаи андоза нисбат ба SnS2-и ҳаҷмӣ фаъолияти баландтар дорад.
Ҳисобҳо имкон медиҳанд, ки аксуламалҳои кимиёвии ба амал омада бештар фаҳмиш пайдо кунанд. Аз ҷумла, ташаккули кислотаи формик ҳамчун роҳи мусоиди реаксия аз ҷиҳати энергетикӣ муайян карда шудааст, вақте ки 2D SnS2 ҳамчун катализатор истифода мешавад.
Бозёфтҳои Такаҳаши ва ҳамкоронаш як қадами муҳим дар самти истифодаи электрокатализаторҳои дученака дар барномаҳои камкунии электрохимиявии CO2 мебошанд. Олимон чунин иқтибос меоранд: "Ин натиҷаҳо фаҳмиши беҳтар ва таҳияи стратегияи электрокатализии дихалкогениди металлии дученака барои камкунии электрохимиявии гази карбон барои истеҳсоли карбогидридҳо, спиртҳо, кислотаҳои равғанӣ ва алкенҳо бидуни таъсири манфӣ фароҳам меоранд."
Варақаҳои (ё қабатҳои якченакаи) дученака (2D)-и дихалкогенидҳои металлӣ маводҳои навъи MX2 мебошанд, ки дар онҳо M атоми металлӣ, ба монанди молибден (Mo) ё қалъагӣ (Sn) ва X атоми халькогенӣ, ба монанди сулфур (C) мебошад. Сохторро метавон ҳамчун қабати атомҳои X дар болои қабати атомҳои M, ки дар навбати худ дар қабати атомҳои X ҷойгир аст, ифода кард. Дихалкогенидҳои дученакаи металлӣ ба синфи маводҳои дученака (ки графенро низ дар бар мегирад) тааллуқ доранд, ки маънои тунук шудани онҳоро дорад. Маводҳои дученака аксар вақт хосиятҳои физикии дигар нисбат ба ҳамтоёни ҳаҷмии худ (3D) доранд.
Дихалкогенидҳои дученакаи металлӣ аз ҷиҳати фаъолияти электрокаталитикии онҳо дар реаксияи эволютсияи гидроген (HER), раванди кимиёвӣ, ки гидрогенро ба вуҷуд меорад, таҳқиқ карда шуданд. Аммо ҳоло, Ясуфуми Такаҳаши ва ҳамкоронаш дар Донишгоҳи Каназава муайян карданд, ки дихалкогениди дученакаи металлӣ SnS2 фаъолияти каталитикии HER-ро нишон намедиҳад; ин як хосияти бениҳоят муҳим дар заминаи стратегии масир аст.
Юсуке Кавабе, Ёшиказу Ито, Юта Хори, Суреш Кукунури, Фумия Шиокава, Томохико Нишиучи, Самуэл Чон, Косуке Катагири, Зею Си, Чикай Ли, Ясутеру Шигета ва Ясуфуми Такахаши. Лавҳаи 1T/1H-SnS2 барои интиқоли электрохимиявии CO2, ACS XX, XXX–XXX (2023).
Унвон: Таҷрибаҳои сканкунӣ оид ба микроскопияи электрохимиявии ҳуҷайраҳо барои омӯзиши фаъолияти каталитикии варақаҳои SnS2 барои кам кардани партовҳои CO2.
Институти нанобиологии Донишгоҳи Каназава (NanoLSI) соли 2017 ҳамчун як қисми барномаи маркази пешбари байналмилалии тадқиқотии ҷаҳон MEXT таъсис дода шудааст. Ҳадафи барнома таъсиси як маркази тадқиқотии сатҳи ҷаҳонӣ мебошад. Бо муттаҳид кардани донишҳои муҳимтарин дар микроскопияи зондҳои сканкунии биологӣ, NanoLSI "технологияи наноэндоскопия"-ро барои тасвири мустақим, таҳлил ва коркарди биомолекулаҳо барои ба даст овардани фаҳмиш дар бораи механизмҳое, ки падидаҳои ҳаётӣ, аз қабили бемориро назорат мекунанд, таъсис медиҳад.
Донишгоҳи Каназава ҳамчун як донишгоҳи пешбари таҳсилоти умумӣ дар соҳили баҳри Ҷопон, аз замони таъсисёбиаш дар соли 1949 дар соҳаи таҳсилоти олӣ ва таҳқиқоти академӣ дар Ҷопон саҳми бузург гузоштааст. Донишгоҳ се коллеҷ ва 17 мактаб дорад, ки фанҳо ба монанди тиб, ҳисоббарорӣ ва илмҳои гуманитариро пешниҳод мекунанд.
Донишгоҳ дар Каназава, шаҳре, ки бо таърих ва фарҳанги худ машҳур аст, дар соҳили баҳри Ҷопон ҷойгир аст. Аз давраи феодалӣ (1598-1867), Каназава аз нуфузи зеҳнии бонуфуз бархӯрдор буд. Донишгоҳи Каназава ба ду кампуси асосӣ, Какума ва Такарамачи, тақсим шудааст ва тақрибан 10,200 донишҷӯ дорад, ки 600 нафари онҳо донишҷӯёни хориҷӣ мебошанд.
Дидани мундариҷаи аслӣ: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html