We gebruiken cookies om uw ervaring te verbeteren. Door verder te browsen op deze site, stemt u in met ons gebruik van cookies. Meer informatie.
De aanhoudende vraag van de economie naar brandstoffen met een hoge CO2-uitstoot heeft geleid tot een toename van koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer. Zelfs als er inspanningen worden geleverd om de CO2-uitstoot te verminderen, zijn die niet voldoende om de schadelijke effecten van het gas dat zich al in de atmosfeer bevindt, ongedaan te maken.
Wetenschappers hebben daarom creatieve manieren ontwikkeld om de koolstofdioxide die al in de atmosfeer aanwezig is te gebruiken door deze om te zetten in nuttige moleculen zoals mierenzuur (HCOOH) en methanol. Fotokatalytische fotoreductie van koolstofdioxide met behulp van zichtbaar licht is een veelgebruikte methode voor dergelijke transformaties.
Een team van wetenschappers van het Tokyo Institute of Technology, onder leiding van professor Kazuhiko Maeda, heeft grote vooruitgang geboekt en dit vastgelegd in de internationale publicatie "Angewandte Chemie" van 8 mei 2023.
Ze hebben een metaal-organisch raamwerk (MOF) op tinbasis ontwikkeld dat selectieve fotoreductie van koolstofdioxide mogelijk maakt. De onderzoekers creëerden een nieuw tin (Sn)-gebaseerd MOF met de chemische formule [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: trithiocyanuurzuur en MeOH: methanol).
De meeste zeer efficiënte CO2-fotokatalysatoren op basis van zichtbaar licht gebruiken zeldzame edelmetalen als hoofdbestanddelen. Bovendien blijft de integratie van lichtabsorptie en katalytische functies in één moleculaire eenheid, samengesteld uit een groot aantal metalen, een langdurige uitdaging. Sn is daarom een ​​ideale kandidaat, omdat het beide problemen kan oplossen.
MOF's zijn de beste materialen voor metalen en organische materialen, en MOF's worden onderzocht als een groener alternatief voor traditionele fotokatalysatoren op basis van zeldzame aardmetalen.
Sn is een potentiële keuze voor MOF-gebaseerde fotokatalysatoren omdat het zowel als katalysator als als vanger kan fungeren tijdens het fotokatalytische proces. Hoewel MOF's op basis van lood, ijzer en zirkonium uitgebreid zijn bestudeerd, is er weinig bekend over MOF's op basis van tin.
H3ttc, MeOH en tinchloride werden gebruikt als uitgangsstoffen voor de bereiding van de tin-gebaseerde MOF KGF-10, en de onderzoekers besloten om 1,3-dimethyl-2-fenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazole te gebruiken als elektronendonor en waterstofbron.
Het resulterende KGF-10 wordt vervolgens aan verschillende analytische processen onderworpen. Daaruit bleek dat het materiaal een bandgap van 2,5 eV heeft, golflengten van zichtbaar licht absorbeert en een matige koolstofdioxide-adsorptiecapaciteit bezit.
Nadat wetenschappers de fysische en chemische eigenschappen van dit nieuwe materiaal hadden begrepen, gebruikten ze het om de reductie van koolstofdioxide te katalyseren in aanwezigheid van zichtbaar licht. Ze ontdekten dat KGF-10 CO2 efficiënt en selectief kan omzetten in formiaat (HCOO–) met een rendement tot wel 99%, zonder dat er extra fotosensibilisatoren of katalysatoren nodig zijn.
Het heeft ook een recordhoge schijnbare kwantumopbrengst (de verhouding tussen het aantal elektronen dat bij de reactie betrokken is en het totale aantal invallende fotonen) van 9,8% bij een golflengte van 400 nm. Bovendien toonde structurele analyse gedurende de reactie aan dat KGF-10 structurele veranderingen onderging die de fotokatalytische reductie bevorderden.
Deze studie presenteert voor het eerst een zeer efficiënte, enkelvoudige, edelmetaalvrije fotokatalysator op tinbasis die de omzetting van koolstofdioxide naar formiaat versnelt. De opmerkelijke eigenschappen van KGF-10, ontdekt door het team, openen nieuwe mogelijkheden voor het gebruik ervan als fotokatalysator in processen zoals het verminderen van CO2-uitstoot met behulp van zonne-energie.
Professor Maeda concludeerde: "Onze resultaten tonen aan dat MOF's kunnen dienen als platform voor het gebruik van niet-giftige, goedkope en ruim voorhanden zijnde metalen om superieure fotokatalytische functies te creëren die doorgaans onbereikbaar zijn met moleculaire metaalcomplexen."
Kamakura Y et al (2023) Tin(II)-gebaseerde metaal-organische raamwerken maken efficiënte en selectieve reductie van koolstofdioxide tot vorming mogelijk onder zichtbaar licht. Toegepaste Chemie, Internationale Editie. doi:10.1002/ani.202305923
In dit interview bespreekt Dr. Stuart Wright, senior wetenschapper bij Gatan/EDAX, met AZoMaterials de vele toepassingen van elektronenbackscatterdiffractie (EBSD) in de materiaalkunde en metallurgie.
In dit interview bespreekt AZoM de indrukwekkende 30 jaar ervaring van Avantes in spectroscopie, hun missie en de toekomst van de productlijn met Ger Loop, productmanager bij Avantes.
In dit interview spreekt AZoM met Andrew Storey van LECO over gloeiontladingspectroscopie en de mogelijkheden die de LECO GDS950 biedt.
ClearView® hoogwaardige scintillatiecamera's verbeteren de prestaties van routinematige transmissie-elektronenmicroscopie (TEM).
De XRF Scientific Orbis Laboratory kaakbreker is een fijnbreker met dubbele werking, waarvan de efficiëntie de monstergrootte tot wel 55 keer de oorspronkelijke grootte kan verkleinen.
Ontdek de Bruer Hysitron PI 89 SEM pico-indenter, een geavanceerde pico-indenter voor kwantitatieve nanomechanische analyse ter plaatse.
De wereldwijde halfgeleidermarkt bevindt zich in een spannende periode. De vraag naar chiptechnologie heeft de industrie zowel gestimuleerd als belemmerd, en het huidige chiptekort zal naar verwachting nog enige tijd aanhouden. De huidige trends kunnen de toekomst van de industrie vormgeven, en deze trend zal zich verder ontwikkelen.
Het belangrijkste verschil tussen grafeenbatterijen en solid-state batterijen zit hem in de samenstelling van de elektroden. Hoewel de kathode meestal gemodificeerd is, kunnen ook allotropen van koolstof gebruikt worden voor de anodes.
De afgelopen jaren heeft het Internet der Dingen zich razendsnel in vrijwel alle sectoren verspreid, maar het is vooral belangrijk in de elektrische auto-industrie.