Creatlacha miotail-orgánacha bunaithe ar stáin le haghaidh fóta-laghdú CO2

Úsáidimid fianáin chun feabhas a chur ar do thaithí. Trí leanúint ar aghaidh ag brabhsáil an tsuímh seo, aontaíonn tú lenár n-úsáid fianán. Tuilleadh eolais.
Mar gheall ar an éileamh leanúnach atá ag an ngeilleagar ar bhreoslaí ardcharbóin, tá méadú tagtha ar dhé-ocsaíd charbóin (CO2) san atmaisféar. Fiú má dhéantar iarrachtaí chun astaíochtaí dé-ocsaíd charbóin a laghdú, ní leor iad chun na héifeachtaí díobhálacha a bhaineann leis an ngás atá san atmaisféar cheana féin a aisiompú.
Mar sin, tá bealaí cruthaitheacha forbartha ag eolaithe chun an dé-ocsaíd charbóin atá san atmaisféar cheana féin a úsáid trína thiontú ina mhóilíní úsáideacha amhail aigéad formach (HCOOH) agus meatánól. Is modh coitianta é laghdú fótacatalaíoch dé-ocsaíd charbóin ag baint úsáide as solas infheicthe le haghaidh claochluithe den sórt sin.
Tá dul chun cinn mór déanta ag foireann eolaithe ó Institiúid Teicneolaíochta Tóiceo, faoi cheannas an Ollaimh Kazuhiko Maeda, agus tá an dul chun cinn sin doiciméadaithe acu san fhoilseachán idirnáisiúnta “Angewandte Chemie” dar dáta 8 Bealtaine, 2023.
Chruthaigh siad creatlach miotal-orgánach (MOF) bunaithe ar stáin a chuireann ar chumas laghdú fótachódúil roghnach dé-ocsaíd charbóin. Chruthaigh na taighdeoirí MOF nua bunaithe ar stáin (Sn) leis an bhfoirmle cheimiceach [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: aigéad tríthiocianúrach agus MeOH: meatánól).
Úsáideann formhór na bhfótachatalaígh CO2 atá bunaithe ar sholas infheicthe agus atá an-éifeachtach miotail lómhara mar phríomh-chomhpháirteanna. Ina theannta sin, is dúshlán fadtréimhseach é comhtháthú feidhmeanna ionsúcháin solais agus catalaíocha in aonad móilíneach aonair atá comhdhéanta de líon mór miotal. Dá bhrí sin, is iarrthóir idéalach é Sn mar is féidir leis an dá fhadhb a réiteach.
Is iad MOFanna na hábhair is fearr le haghaidh miotail agus ábhar orgánach, agus táthar ag staidéar ar MOFanna mar rogha eile níos glaise in ionad fótachatalaíoch cré-annamh traidisiúnta.
Is rogha fhéideartha é Sn do fhótachatalaíoch bunaithe ar MOF toisc gur féidir leis gníomhú mar chatalaíoch agus mar scabhnóir le linn an phróisis fhótachatalaíoch. Cé go bhfuil staidéar fairsing déanta ar MOFanna bunaithe ar luaidhe, iarann ​​agus siorcóiniam, is beag atá ar eolas faoi MOFanna bunaithe ar stáin.
Baineadh úsáid as H3ttc, MeOH agus clóiríd stáin mar chomhábhair tosaigh chun an MOF KGF-10 bunaithe ar stáin a ullmhú, agus shocraigh na taighdeoirí 1,3-démheitil-2-feinil-2,3-déhidreo-1H-beinsó[d]imidasól a úsáid. Feidhmíonn sé mar dheontóir leictreon agus mar fhoinse hidrigine.
Ansin, déantar próisis anailíseacha éagsúla ar an KGF-10 a eascraíonn as. Fuair ​​siad amach go bhfuil bearna banna de 2.5 eV ag an ábhar, go n-ionsúnn sé tonnfhaid solais infheicthe, agus go bhfuil cumas measartha ionsúcháin dé-ocsaíd charbóin aige.
Nuair a thuig eolaithe airíonna fisiceacha agus ceimiceacha an ábhair nua seo, d'úsáid siad é chun laghdú dé-ocsaíd charbóin i láthair solais infheicthe a chatalú. Fuair ​​siad amach gur féidir le KGF-10 CO2 a thiontú go formáit (HCOO–) go héifeachtúil agus go roghnach le héifeachtúlacht suas le 99% gan gá le fótaisintéiseoirí nó catalaíoch breise.
Tá toradh candamach dealraitheach ard-nóta aige freisin (an cóimheas idir líon na leictreon atá páirteach san imoibriú agus líon iomlán na bhfótón teagmhasach) de 9.8% ag tonnfhad 400 nm. Thairis sin, léirigh anailís struchtúrach a rinneadh i rith an imoibrithe gur athraíodh KGF-10 go struchtúrach a chuir laghdú fótacatalaíoch chun cinn.
Cuireann an staidéar seo i láthair den chéad uair fótachatalaíoch stáin-bhunaithe, aon-chomhpháirteach, saor ó mhiotal lómhar, atá an-éifeachtach chun tiontú dé-ocsaíd charbóin go formáit a bhrostú. Osclaíonn airíonna suntasacha KGF-10, a d'aimsigh an fhoireann, féidearthachtaí nua dá úsáid mar fhótachatalaíoch i bpróisis amhail laghdú astaíochtaí CO2 ag baint úsáide as fuinneamh na gréine.
Chríochnaigh an tOllamh Maeda: “Léiríonn ár dtorthaí gur féidir le MOFanna a bheith ina n-ardán chun miotail neamh-tocsaineacha, ar chostas íseal agus atá saibhir i gcré a úsáid chun feidhmeanna fótacatalaíocha níos fearr a chruthú nach féidir a bhaint amach de ghnáth trí úsáid a bhaint as coimpléisc mhiotail mhóilíneacha.”
Kamakura Y et al (2023) Cumasaíonn creatlacha miotail-orgánacha bunaithe ar stáin(II) laghdú éifeachtach agus roghnach dé-ocsaíd charbóin go foirmiú faoi sholas infheicthe. Ceimic Fheidhmeach, Eagrán Idirnáisiúnta. doi:10.1002/ani.202305923
Sa agallamh seo, pléann an Dr. Stuart Wright, Eolaí Sinsearach ag Gatan/EDAX, le AZoMaterials na feidhmeanna iomadúla a bhaineann le difreactadh ais-scaipthe leictreon (EBSD) in eolaíocht ábhar agus miotalóireacht.
Sa agallamh seo, pléann AZoM 30 bliain de thaithí iontach Avantes i speictreascópacht, a misean agus todhchaí na líne táirgí le Bainisteoir Táirgí Avantes, Ger Loop.
Sa agallamh seo, labhraíonn AZoM le Andrew Storey ó LECO faoi speictreascópacht urscaoilte lonrúil agus na cumais a thairgeann an LECO GDS950.
Feabhsaíonn ceamaraí scintillation ardfheidhmíochta ClearView® feidhmíocht micreascópacht leictreon tarchurtha rialta (TEM).
Is brúiteoir mín déghníomhaíochta é Brúiteoir Géil Saotharlainne XRF Scientific Orbis a bhfuil éifeachtúlacht a bhrúiteora géil in ann méid an tsampla a laghdú suas le 55 oiread a mhéid bhunaidh.
Foghlaim faoi phicoindenter Hysitron PI 89 SEM Bruer, picoindenter den scoth le haghaidh anailíse nanomeicniúil chainníochtúil in situ.
Tá tréimhse spreagúil tagtha ar mhargadh domhanda na leathsheoltóirí. Tá an t-éileamh ar theicneolaíocht sliseanna tar éis an tionscal a thiomáint agus a bhac araon, agus meastar go leanfaidh an ganntanas sliseanna reatha ar aghaidh ar feadh tamaill. Féadfaidh treochtaí reatha todhchaí an tionscail a mhúnlú, agus leanfaidh an treocht seo ag forbairt.
Is é an príomhdhifríocht idir cadhnraí graiféine agus cadhnraí soladstaide ná comhdhéanamh gach leictreoid. Cé go mbíonn an catóid modhnaithe de ghnáth, is féidir allotróp carbóin a úsáid freisin chun anóidí a dhéanamh.
Le blianta beaga anuas, tugadh isteach Idirlíon na Rudaí go tapa i mbeagnach gach tionscal, ach tá sé thar a bheith tábhachtach i dtionscal na bhfeithiclí leictreacha.


Am an phoist: 9 Samhain 2023