Χρησιμοποιούμε cookies για να βελτιώσουμε την εμπειρία σας. Συνεχίζοντας την περιήγησή σας σε αυτόν τον ιστότοπο, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Περισσότερες πληροφορίες.
Η συνεχιζόμενη ζήτηση της οικονομίας για καύσιμα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει οδηγήσει σε αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα. Ακόμα κι αν καταβληθούν προσπάθειες για τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, αυτές δεν επαρκούν για να αντιστραφούν οι επιβλαβείς επιπτώσεις του αερίου που υπάρχει ήδη στην ατμόσφαιρα.
Έτσι, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει δημιουργικούς τρόπους για να χρησιμοποιήσουν το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει ήδη στην ατμόσφαιρα, μετατρέποντάς το σε χρήσιμα μόρια όπως το μυρμηκικό οξύ (HCOOH) και η μεθανόλη. Η φωτοκαταλυτική φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιώντας ορατό φως είναι μια κοινή μέθοδος για τέτοιους μετασχηματισμούς.
Μια ομάδα επιστημόνων από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Τόκιο, με επικεφαλής τον καθηγητή Kazuhiko Maeda, σημείωσε σημαντική πρόοδο και την κατέγραψε στη διεθνή έκδοση «Angewandte Chemie» με ημερομηνία 8 Μαΐου 2023.
Δημιούργησαν ένα μεταλλο-οργανικό πλαίσιο (MOF) με βάση τον κασσίτερο που επιτρέπει την επιλεκτική φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα. Οι ερευνητές δημιουργούν ένα νέο MOF με βάση τον κασσίτερο (Sn) με χημικό τύπο [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: τριθειοκυανουρικό οξύ και MeOH: μεθανόλη).
Οι περισσότεροι φωτοκαταλύτες CO2 υψηλής απόδοσης που βασίζονται στο ορατό φως χρησιμοποιούν σπάνια πολύτιμα μέταλλα ως κύρια συστατικά τους. Επιπλέον, η ενσωμάτωση της απορρόφησης φωτός και των καταλυτικών λειτουργιών σε μια ενιαία μοριακή μονάδα που αποτελείται από μεγάλο αριθμό μετάλλων παραμένει μια μακροχρόνια πρόκληση. Έτσι, το Sn είναι ένας ιδανικός υποψήφιος επειδή μπορεί να λύσει και τα δύο προβλήματα.
Τα MOF είναι τα καλύτερα υλικά για μέταλλα και οργανικά υλικά και μελετώνται ως μια πιο πράσινη εναλλακτική λύση σε σχέση με τους παραδοσιακούς φωτοκαταλύτες σπάνιων γαιών.
Το Sn αποτελεί πιθανή επιλογή για φωτοκαταλύτες με βάση τα MOF, επειδή μπορεί να λειτουργήσει ως καταλύτης και δεσμευτής κατά τη διάρκεια της φωτοκαταλυτικής διαδικασίας. Παρόλο που τα MOF με βάση τον μόλυβδο, τον σίδηρο και το ζιρκόνιο έχουν μελετηθεί εκτενώς, λίγα είναι γνωστά για τα MOF με βάση τον κασσίτερο.
Ως αρχικά συστατικά για την παρασκευή του MOF KGF-10 με βάση τον κασσίτερο χρησιμοποιήθηκαν H3ttc, MeOH και χλωριούχος κασσίτερος, και οι ερευνητές αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν 1,3-διμεθυλο-2-φαινυλο-2,3-διυδρο-1Η-βενζο[d]ιμιδαζόλιο. Το 1,3-διμεθυλο-2-φαινυλο-2,3-διυδρο-1Η-βενζο[d]ιμιδαζόλιο χρησιμεύει ως δότης ηλεκτρονίων και πηγή υδρογόνου.
Το προκύπτον KGF-10 υποβάλλεται στη συνέχεια σε διάφορες αναλυτικές διεργασίες. Διαπίστωσαν ότι το υλικό έχει ενεργειακό χάσμα 2,5 eV, απορροφά μήκη κύματος ορατού φωτός και έχει μέτρια ικανότητα προσρόφησης διοξειδίου του άνθρακα.
Μόλις οι επιστήμονες κατανοούσαν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες αυτού του νέου υλικού, το χρησιμοποίησαν για να καταλύσουν τη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα παρουσία ορατού φωτός. Διαπίστωσαν ότι το KGF-10 μπορεί να μετατρέψει αποτελεσματικά και επιλεκτικά το CO2 σε μυρμηκικό άλας (HCOO–) με απόδοση έως και 99% χωρίς την ανάγκη πρόσθετων φωτοευαισθητοποιητών ή καταλυτών.
Έχει επίσης μια ρεκόρ υψηλής φαινομενικής κβαντικής απόδοσης (η αναλογία του αριθμού των ηλεκτρονίων που εμπλέκονται στην αντίδραση προς τον συνολικό αριθμό των προσπίπτοντων φωτονίων) 9,8% σε μήκος κύματος 400 nm. Επιπλέον, η δομική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε καθ' όλη τη διάρκεια της αντίδρασης έδειξε ότι το KGF-10 υπέστη δομικές τροποποιήσεις που προήγαγαν τη φωτοκαταλυτική αναγωγή.
Αυτή η μελέτη παρουσιάζει για πρώτη φορά έναν εξαιρετικά αποτελεσματικό φωτοκαταλύτη με βάση τον κασσίτερο, ενός συστατικού, χωρίς πολύτιμα μέταλλα, για την επιτάχυνση της μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα σε μυρμηκικό άλας. Οι αξιοσημείωτες ιδιότητες του KGF-10 που ανακαλύφθηκαν από την ομάδα ανοίγουν νέες δυνατότητες για τη χρήση του ως φωτοκαταλύτη σε διεργασίες όπως η μείωση των εκπομπών CO2 με χρήση ηλιακής ενέργειας.
Ο καθηγητής Maeda κατέληξε στο συμπέρασμα: «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι τα MOF μπορούν να χρησιμεύσουν ως πλατφόρμα για τη χρήση μη τοξικών, χαμηλού κόστους και πλούσιων σε γη μετάλλων για τη δημιουργία ανώτερων φωτοκαταλυτικών λειτουργιών που συνήθως δεν είναι εφικτές χρησιμοποιώντας μοριακά μεταλλικά σύμπλοκα».
Kamakura Y et al (2023) Τα μεταλλο-οργανικά πλαίσια με βάση τον κασσίτερο(II) επιτρέπουν την αποτελεσματική και επιλεκτική αναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα μέχρι τον σχηματισμό του υπό ορατό φως. Applied Chemistry, International Edition. doi:10.1002/ani.202305923
Σε αυτή τη συνέντευξη, ο Δρ. Stuart Wright, ανώτερος επιστήμονας στην Gatan/EDAX, συζητά με την AZoMaterials τις πολλές εφαρμογές της περίθλασης οπισθοσκέδασης ηλεκτρονίων (EBSD) στην επιστήμη υλικών και τη μεταλλουργία.
Σε αυτήν τη συνέντευξη, η AZoM συζητά την εντυπωσιακή 30ετή εμπειρία της Avantes στη φασματοσκοπία, την αποστολή της και το μέλλον της σειράς προϊόντων με τον Διευθυντή Προϊόντος της Avantes, Ger Loop.
Σε αυτή τη συνέντευξη, το AZoM μιλάει με τον Andrew Storey της LECO σχετικά με τη φασματοσκοπία εκκένωσης λάμψης και τις δυνατότητες που προσφέρει το LECO GDS950.
Οι κάμερες σπινθηρισμού υψηλής απόδοσης ClearView® βελτιώνουν την απόδοση της συνήθους ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (TEM).
Ο θραυστήρας σιαγόνων XRF Scientific Orbis Laboratory είναι ένας λεπτός θραυστήρας διπλής δράσης, του οποίου η απόδοση μπορεί να μειώσει το μέγεθος του δείγματος έως και 55 φορές το αρχικό του μέγεθος.
Μάθετε για τον πικοειδή οδοντοτρυπάνο Hysitron PI 89 SEM της Bruer, έναν υπερσύγχρονο πικοειδή οδοντοτρυπάνο για in situ ποσοτική νανομηχανική ανάλυση.
Η παγκόσμια αγορά ημιαγωγών έχει εισέλθει σε μια συναρπαστική περίοδο. Η ζήτηση για τεχνολογία τσιπ έχει ταυτόχρονα προωθήσει αλλά και εμποδίσει τον κλάδο και η τρέχουσα έλλειψη τσιπ αναμένεται να συνεχιστεί για κάποιο χρονικό διάστημα. Οι τρέχουσες τάσεις ενδέχεται να διαμορφώσουν το μέλλον του κλάδου και αυτή η τάση θα συνεχίσει να εξελίσσεται.
Η κύρια διαφορά μεταξύ των μπαταριών γραφενίου και των μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι η σύνθεση κάθε ηλεκτροδίου. Αν και η κάθοδος συνήθως τροποποιείται, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν αλλοτρόπια άνθρακα για την κατασκευή ανόδων.
Τα τελευταία χρόνια, το Διαδίκτυο των Πραγμάτων έχει εισαχθεί ραγδαία σε όλες σχεδόν τις βιομηχανίες, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντικό στη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων.