Тази статия е рецензирана в съответствие с редакционните процедури и политики на Science X. Редакторите са наблегнали на следните качества, като същевременно са гарантирали целостта на съдържанието:
Изменението на климата е глобален екологичен проблем. Основният фактор за изменението на климата е прекомерното изгаряне на изкопаеми горива. Те произвеждат въглероден диоксид (CO2), парников газ, който допринася за глобалното затопляне. В светлината на това правителствата по света разработват политики за ограничаване на тези въглеродни емисии. Самото намаляване на въглеродните емисии обаче може да не е достатъчно. Емисиите на въглероден диоксид също трябва да бъдат контролирани. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
В тази връзка, учените предлагат химическо превръщане на въглеродния диоксид в съединения с добавена стойност, като метанол и мравчена киселина (HCOOH). За производството на последната е необходим източник на хидридни йони (H-), които са еквивалентни на един протон и два електрона. Например, редукционно-окислителната двойка никотинамид аденин динуклеотид (NAD+/NADH) е генератор и резервоар на хидрид (H-) в биологичните системи.
На този фон екип от изследователи, ръководен от професор Хитоши Тамиаки от университета Рицумейкан, Япония, разработи нов химичен метод, използващ рутениевоподобни NAD+/NADH комплекси за редуциране на CO2 до HCOOH. Резултатите от тяхното проучване бяха публикувани в списание ChemSusChem на 13 януари 2023 г.
Професор Тамиаки обяснява мотивацията за изследването си. „Наскоро беше показано, че рутениевият комплекс с NAD+ модел, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, претърпява фотохимична двуелектронна редукция. Това води до образуването на съответния комплекс от NADH тип [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2 в присъствието на триетаноламин в ацетонитрил (CH3CN) под видима светлина“, каза той.
„Освен това, барботирането на CO2 в разтвор на [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ регенерира [Ru(bpy)2(pbn)]2+ и произвежда формиат йони (HCOO-). Скоростта на производство обаче е доста ниска. Кратка. Следователно, превръщането на H- в CO2 изисква подобрена каталитична система.“
Следователно, изследователите са изследвали различни реагенти и реакционни условия, които спомагат за намаляване на емисиите на въглероден диоксид. Въз основа на тези експерименти, те са предложили светлинно-индуцирана двуелектронна редукция на редокс двойката [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ в присъствието на 1,3-. Диметил-2-фенил-2,3-дихидро-1H-бензо[d]имидазол (BIH). Освен това, вода (H2O) в CH3CN вместо триетаноламин допълнително подобрява добива.

Освен това, изследователите изследвали потенциални реакционни механизми, използвайки техники като ядрено-магнитен резонанс, циклична волтамперометрия и UV-видима спектрофотометрия. Въз основа на това те предположили: Първо, при фотовъзбуждане на [Ru(bpy)2(pbn)]2+ се образува свободният радикал [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, който претърпява следната редукция: BIH. Получават се [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ и BIH•+. Впоследствие H2O протонира рутениевия комплекс, за да образува [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ и BI•. Полученият продукт се непропорционира, за да се образува [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ и се връща към [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Първият след това се редуцира от BI•, за да се генерира [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Този комплекс е активен катализатор, който превръща H⁻ в CO₂, произвеждайки HCOO⁻ и мравчена киселина.
Изследователите показаха, че предложената реакция има високо число на конверсия (броят молове въглероден диоксид, превърнати от един мол катализатор) – 63.
Изследователите са развълнувани от тези открития и се надяват да разработят нов метод за преобразуване на енергия (слънчева светлина в химическа енергия), за да произвеждат нови възобновяеми материали.
„Нашият метод ще намали и общото количество въглероден диоксид на Земята и ще помогне за поддържането на въглеродния цикъл. Следователно, той може да намали бъдещото глобално затопляне“, добави професор Тамиаки. „Освен това, новите технологии за транспорт на органични хидриди ще ни осигурят безценни съединения.“
Допълнителна информация: Юсуке Киношита и др., Светлинно индуциран органичен хидриден трансфер към CO2**, медииран от рутениеви комплекси като модели за NAD+/NADH редокс двойки, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Ако срещнете печатна грешка, неточност или искате да подадете заявка за редактиране на съдържание на тази страница, моля, използвайте този формуляр. За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт. За обща обратна връзка използвайте секцията за публични коментари по-долу (следвайте инструкциите).
Вашата обратна връзка е много важна за нас. Поради големия обем съобщения обаче, не можем да гарантираме персонализиран отговор.
Вашият имейл адрес се използва само за да се уведомят получателите кой е изпратил имейла. Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за каквато и да е друга цел. Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл и няма да бъде съхранявана от Phys.org под никаква форма.
Получавайте седмични и/или ежедневни актуализации във входящата си поща. Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Ние правим нашето съдържание достъпно за всички. Помислете за подкрепа на мисията на Science X с премиум акаунт.

Ако желаете повече информация, моля, изпратете ми имейл.
Имейл：
info@pulisichem.cn
Тел.：
+86-533-3149598