Denne artikkelen har blitt gjennomgått i samsvar med Science X sine redaksjonelle prosedyrer og retningslinjer. Redaktørene har lagt vekt på følgende kvaliteter samtidig som de har sikret innholdets integritet:
Klimaendringer er et globalt miljøproblem. Hovedårsaken til klimaendringer er overdreven forbrenning av fossilt brensel. Dette produserer karbondioksid (CO2), en klimagass som bidrar til global oppvarming. I lys av dette utvikler myndigheter over hele verden tiltak for å begrense slike karbonutslipp. Det er imidlertid kanskje ikke nok å bare redusere karbonutslippene. Karbondioksidutslipp må også kontrolleres. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
I denne forbindelse foreslår forskere kjemisk omdanning av karbondioksid til verdiskapende forbindelser som metanol og maursyre (HCOOH). For å produsere sistnevnte kreves en kilde til hydridioner (H-), som tilsvarer ett proton og to elektroner. For eksempel er reduksjons-oksidasjonsparet nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD+/NADH) en generator og reservoar for hydrid (H-) i biologiske systemer.
Mot denne bakgrunnen utviklet et forskerteam ledet av professor Hitoshi Tamiaki fra Ritsumeikan University i Japan en ny kjemisk metode som bruker ruteniumlignende NAD+/NADH-komplekser for å redusere CO2 til HCOOH. Resultatene av studien deres ble publisert i tidsskriftet ChemSusChem 13. januar 2023.
Professor Tamiaki forklarer motivasjonen for forskningen sin. «Det ble nylig vist at ruteniumkomplekset med NAD+-modellen, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, gjennomgår fotokjemisk toelektronreduksjon. Det ga opphav til det tilsvarende NADH-typekomplekset [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 i nærvær av trietanolamin i acetonitril (CH3CN) under synlig lys», sa han.
«I tillegg regenererer bobling av CO2 inn i en [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+-løsning [Ru(bpy)2(pbn)]2+ og produserer formationer (HCOO-). Produksjonshastigheten er imidlertid ganske lav. Kort. Derfor krever omdannelse av H- til CO2 et forbedret katalytisk system.»
Derfor har forskere undersøkt ulike reagenser og reaksjonsbetingelser som bidrar til å redusere karbondioksidutslipp. Basert på disse eksperimentene foreslo de lysindusert to-elektronreduksjon av redoks-paret [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ i nærvær av 1,3-dimetyl-2-fenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazol (BIH). I tillegg forbedret vann (H2O) i CH3CN i stedet for trietanolamin utbyttet ytterligere.

I tillegg undersøkte forskerne potensielle reaksjonsmekanismer ved hjelp av teknikker som kjernemagnetisk resonans, syklisk voltammetri og UV-synlig spektrofotometri. Basert på dette fremsatte de følgende hypoteser: Først, ved fotoeksitasjon av [Ru(bpy)2(pbn)]2+, dannes det frie radikalet [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, som gjennomgår følgende reduksjon: BIH Få [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ og BIH•+. Deretter protonerer H2O ruteniumkomplekset for å danne [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ og BI•. Det resulterende produktet disproporsjoneres for å danne [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ og går tilbake til [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Førstnevnte reduseres deretter med BI• for å generere [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Dette komplekset er en aktiv katalysator som omdanner H- til CO2, og produserer HCOO- og maursyre.
Forskerne viste at den foreslåtte reaksjonen har et høyt konverteringstall (antall mol karbondioksid omdannet av ett mol katalysator) – 63.
Forskerne er begeistret over disse oppdagelsene og håper å utvikle en ny metode for å omdanne energi (sollys til kjemisk energi) for å produsere nye fornybare materialer.
«Metoden vår vil også redusere den totale mengden karbondioksid på jorden og bidra til å opprettholde karbonsyklusen. Derfor kan den redusere fremtidig global oppvarming», la professor Tamiaki til. «I tillegg vil nye teknologier for transport av organiske hydrider gi oss uvurderlige forbindelser.»
Ytterligere informasjon: Yusuke Kinoshita et al., Lysindusert organisk hydridoverføring til CO2** mediert av ruteniumkomplekser som modeller for NAD+/NADH redoks-par, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Hvis du støter på en skrivefeil, unøyaktighet eller ønsker å sende inn en forespørsel om å redigere innhold på denne siden, kan du bruke dette skjemaet. For generelle spørsmål kan du bruke kontaktskjemaet vårt. For generell tilbakemelding kan du bruke kommentarfeltet nedenfor (følg instruksjonene).
Tilbakemeldingen din er svært viktig for oss. På grunn av det store antallet meldinger kan vi imidlertid ikke garantere et personlig svar.
E-postadressen din brukes kun til å fortelle mottakerne hvem som sendte e-posten. Verken din adresse eller mottakerens adresse vil bli brukt til noe annet formål. Informasjonen du oppgir vil vises i e-posten din og vil ikke bli lagret av Phys.org i noen form.
Motta ukentlige og/eller daglige oppdateringer i innboksen din. Du kan når som helst melde deg av, og vi vil aldri dele opplysningene dine med tredjeparter.
Vi gjør innholdet vårt tilgjengelig for alle. Vurder å støtte Science X sitt oppdrag med en premiumkonto.

Hvis du ønsker mer informasjon, kan du sende meg en e-post.
E-post:
info@pulisichem.cn
Tlf.:
+86-533-3149598