Šis straipsnis buvo peržiūrėtas laikantis „Science X“ redakcinių procedūrų ir politikos. Redaktoriai, užtikrindami turinio vientisumą, pabrėžė šias savybes:
Klimato kaita yra pasaulinė aplinkosaugos problema. Pagrindinė klimato kaitos priežastis yra per didelis iškastinio kuro deginimas. Dėl jo išsiskiria anglies dioksidas (CO2) – šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios prisideda prie visuotinio atšilimo. Atsižvelgdamos į tai, vyriausybės visame pasaulyje kuria politiką, kuria siekiama apriboti tokį anglies dioksido išmetimą. Tačiau vien anglies dioksido išmetimo sumažinimo gali nepakakti. Anglies dioksido išmetimą taip pat reikia kontroliuoti. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Šiuo atžvilgiu mokslininkai siūlo cheminį anglies dioksido pavertimą pridėtinės vertės junginiais, tokiais kaip metanolis ir skruzdžių rūgštis (HCOOH). Pastarajai gauti reikalingas hidrido jonų (H-) šaltinis, kuris atitinka vieną protoną ir du elektronus. Pavyzdžiui, nikotinamido adenino dinukleotido (NAD+/NADH) redukcijos-oksidacijos pora yra hidrido (H-) generatorius ir rezervuaras biologinėse sistemose.
Atsižvelgdama į tai, Ritsumeikan universiteto (Japonija) profesoriaus Hitoshi Tamiaki vadovaujama tyrėjų komanda sukūrė naują cheminį metodą, kuriame naudojami rutenio tipo NAD+/NADH kompleksai, siekiant redukuoti CO2 iki HCOOH. Jų tyrimo rezultatai buvo paskelbti žurnale „ChemSusChem“ 2023 m. sausio 13 d.
Profesorius Tamiaki paaiškina savo tyrimo motyvaciją. „Neseniai buvo įrodyta, kad rutenio kompleksas su NAD+ modeliu [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2 patiria fotocheminę dviejų elektronų redukciją. Tai lėmė atitinkamą NADH tipo kompleksą [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2, esant trietanolaminui acetonitrile (CH3CN), matomoje šviesoje“, – teigė jis.
„Be to, burbuliuojant CO2 į [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ tirpalą, regeneruojamas [Ru(bpy)2(pbn)]2+ ir susidaro formiatų jonai (HCOO-). Tačiau jo gamybos greitis yra gana mažas. Trumpas. Todėl H- pavertimui į CO2 reikia patobulintos katalizinės sistemos.“
Todėl tyrėjai ištyrė įvairius reagentus ir reakcijos sąlygas, kurios padeda sumažinti anglies dioksido išmetimą. Remdamiesi šiais eksperimentais, jie pasiūlė šviesos indukuotą dviejų elektronų redukciją redokso porai [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+, esant 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazolui (BIH). Be to, vanduo (H2O) CH3CN vietoj trietanolamino dar labiau padidino išeigą.

Be to, tyrėjai taip pat tyrė galimus reakcijos mechanizmus, naudodami tokius metodus kaip branduolinis magnetinis rezonansas, ciklinė voltamperometrija ir UV-matomoji spektrofotometrija. Remdamiesi tuo, jie iškėlė hipotezę: pirma, fotosužadinant [Ru(bpy)2(pbn)]2+, susidaro laisvasis radikalas [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, kuris redukuojamas taip: BIH Get [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ ir BIH•+. Vėliau H2O protonuoja rutenio kompleksą ir sudaro [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ ir BI•. Gautas produktas yra disproporcingas ir sudaro [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ ir grįžta į [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Pirmasis tada redukuojamas BI•, ir susidaro [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Šis kompleksas yra aktyvus katalizatorius, kuris konvertuoja H⁻ į CO₂, susidarant HCOO⁻ ir skruzdžių rūgštiai.
Tyrėjai parodė, kad siūloma reakcija turi didelį konversijos skaičių (anglies dioksido molių, kuriuos paverčia vienas molis katalizatoriaus, skaičius) – 63.
Tyrėjai džiaugiasi šiais atradimais ir tikisi sukurti naują energijos (saulės šviesos pavertimo chemine energija) metodą, kad būtų galima gaminti naujas atsinaujinančias medžiagas.
„Mūsų metodas taip pat sumažins bendrą anglies dioksido kiekį Žemėje ir padės palaikyti anglies ciklą. Todėl jis gali sumažinti būsimą visuotinį atšilimą“, – pridūrė profesorius Tamiaki. „Be to, naujos organinių hidridų transportavimo technologijos suteiks mums neįkainojamų junginių.“
Daugiau informacijos: Yusuke Kinoshita ir kt., Šviesos indukuotas organinių hidridų perdavimas į CO2**, kurį sukelia rutenio kompleksai kaip NAD+/NADH redokso porų modeliai, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Jei pastebėjote rašybos klaidą, netikslumą arba norėtumėte pateikti prašymą redaguoti šio puslapio turinį, naudokite šią formą. Bendro pobūdžio klausimams naudokite mūsų kontaktinę formą. Bendro pobūdžio atsiliepimams naudokite toliau pateiktą viešųjų komentarų skyrių (vadovaukitės instrukcijomis).
Jūsų atsiliepimai mums labai svarbūs. Tačiau dėl didelio žinučių kiekio negalime garantuoti suasmeninto atsakymo.
Jūsų el. pašto adresas naudojamas tik tam, kad būtų galima sužinoti gavėjams, kas išsiuntė el. laišką. Nei jūsų, nei gavėjo adresas nebus naudojami jokiais kitais tikslais. Jūsų įvesta informacija bus rodoma jūsų el. laiške ir jokia forma nebus saugoma „Phys.org“.
Gaukite savaitinius ir (arba) kasdienius atnaujinimus į savo el. pašto dėžutę. Galite bet kada atsisakyti prenumeratos ir mes niekada nebendrinsime jūsų duomenų su trečiosiomis šalimis.
Mūsų turinys prieinamas visiems. Apsvarstykite galimybę paremti „Science X“ misiją susikurdami aukščiausios kokybės paskyrą.

Jei norėtumėte gauti daugiau informacijos, prašau atsiųsti man el. laišką.
El. paštas：
info@pulisichem.cn
Tel.:
+86-533-3149598