Denne artikel er blevet gennemgået i overensstemmelse med Science X's redaktionelle procedurer og politikker. Redaktørerne har lagt vægt på følgende kvaliteter, samtidig med at de har sikret indholdets integritet:
Klimaforandringer er et globalt miljøproblem. Den primære årsag til klimaforandringer er overdreven afbrænding af fossile brændstoffer. De producerer kuldioxid (CO2), en drivhusgas, der bidrager til global opvarmning. I lyset af dette udvikler regeringer verden over politikker for at begrænse sådanne kulstofemissioner. Det er dog muligvis ikke nok blot at reducere kulstofemissionerne. Kuldioxidemissionerne skal også kontrolleres. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
I denne henseende foreslår forskere kemisk omdannelse af kuldioxid til forædlede forbindelser såsom methanol og myresyre (HCOOH). For at producere sidstnævnte kræves en kilde til hydridioner (H-), som svarer til én proton og to elektroner. For eksempel er reduktions-oxidationsparret af nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD+/NADH) en generator og reservoir af hydrid (H-) i biologiske systemer.
På denne baggrund udviklede et forskerhold ledet af professor Hitoshi Tamiaki fra Ritsumeikan University i Japan en ny kemisk metode, der bruger rutheniumlignende NAD+/NADH-komplekser til at reducere CO2 til HCOOH. Resultaterne af deres undersøgelse blev offentliggjort i tidsskriftet ChemSusChem den 13. januar 2023.
Professor Tamiaki forklarer motivationen for sin forskning. "Det blev for nylig vist, at rutheniumkomplekset med NAD+-modellen, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, undergår fotokemisk to-elektronreduktion. Det gav anledning til det tilsvarende NADH-typekompleks [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 i nærvær af triethanolamin i acetonitril (CH3CN) under synligt lys," sagde han.
"Derudover regenererer bobling af CO2 i en [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+-opløsning [Ru(bpy)2(pbn)]2+ og producerer formationer (HCOO-). Produktionshastigheden er dog ret lav. Kort. Derfor kræver omdannelse af H- til CO2 et forbedret katalytisk system."
Derfor har forskere undersøgt forskellige reagenser og reaktionsbetingelser, der hjælper med at reducere kuldioxidudledningen. Baseret på disse eksperimenter foreslog de lysinduceret to-elektronreduktion af redoxparret [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ i nærvær af 1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazol (BIH). Derudover forbedrede vand (H2O) i CH3CN i stedet for triethanolamin udbyttet yderligere.

Derudover undersøgte forskerne også potentielle reaktionsmekanismer ved hjælp af teknikker som kernemagnetisk resonans, cyklisk voltammetri og UV-synlig spektrofotometri. Baseret på dette fremsatte de følgende hypoteser: Først, ved fotoexcitation af [Ru(bpy)2(pbn)]2+, dannes det frie radikal [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, som undergår følgende reduktion: BIH Få [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ og BIH•+. Efterfølgende protonerer H2O rutheniumkomplekset til dannelse af [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ og BI•. Det resulterende produkt disproportioneres til dannelse af [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ og vender tilbage til [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Førstnævnte reduceres derefter af BI• for at danne [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Dette kompleks er en aktiv katalysator, der omdanner H- til CO2, hvorved der produceres HCOO- og myresyre.
Forskerne viste, at den foreslåede reaktion har et højt konverteringstal (antallet af mol kuldioxid omdannet af én mol katalysator) – 63.
Forskerne er begejstrede for disse opdagelser og håber at kunne udvikle en ny metode til at omdanne energi (sollys til kemisk energi) for at producere nye vedvarende materialer.
"Vores metode vil også reducere den samlede mængde kuldioxid på Jorden og bidrage til at opretholde kulstofkredsløbet. Derfor kan den reducere fremtidig global opvarmning," tilføjede professor Tamiaki. "Derudover vil nye teknologier til transport af organiske hydrider give os uvurderlige forbindelser."
Yderligere information: Yusuke Kinoshita et al., Lysinduceret organisk hydridoverførsel til CO2** medieret af rutheniumkomplekser som modeller for NAD+/NADH redox-par, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Hvis du støder på en tastefejl, unøjagtigheder eller ønsker at indsende en anmodning om at redigere indhold på denne side, bedes du bruge denne formular. Ved generelle spørgsmål bedes du bruge vores kontaktformular. For generel feedback, brug kommentarfeltet nedenfor (følg instruktionerne).
Din feedback er meget vigtig for os. På grund af det store antal beskeder kan vi dog ikke garantere et personligt svar.
Din e-mailadresse bruges kun til at fortælle modtagerne, hvem der sendte e-mailen. Hverken din adresse eller modtagerens adresse vil blive brugt til andre formål. De oplysninger, du indtaster, vil blive vist i din e-mail og vil ikke blive gemt af Phys.org i nogen form.
Modtag ugentlige og/eller daglige opdateringer i din indbakke. Du kan til enhver tid afmelde dig, og vi deler aldrig dine oplysninger med tredjeparter.
Vi gør vores indhold tilgængeligt for alle. Overvej at støtte Science X's mission med en premium-konto.

Hvis du ønsker yderligere oplysninger, så send mig venligst en e-mail.
E-mail:
info@pulisichem.cn
Tlf.:
+86-533-3149598