Ovaj članak je pregledan u skladu s uredničkim procedurama i pravilima časopisa Science X. Urednici su naglasili sljedeće kvalitete, osiguravajući pritom integritet sadržaja:
Klimatske promjene su globalni ekološki problem. Glavni uzrok klimatskim promjenama je prekomjerno sagorijevanje fosilnih goriva. Ona proizvode ugljikov dioksid (CO2), staklenički plin koji doprinosi globalnom zagrijavanju. U svjetlu toga, vlade širom svijeta razvijaju politike za ograničavanje takvih emisija ugljika. Međutim, samo smanjenje emisija ugljika možda neće biti dovoljno. Emisije ugljikovog dioksida također je potrebno kontrolirati. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
U tom smislu, naučnici predlažu hemijsku konverziju ugljikovog dioksida u spojeve s dodanom vrijednošću poput metanola i mravlje kiseline (HCOOH). Za proizvodnju potonjeg potreban je izvor hidridnih iona (H-), koji su ekvivalentni jednom protonu i dva elektrona. Na primjer, redukcijsko-oksidacijski par nikotinamid adenin dinukleotida (NAD+/NADH) je generator i rezervoar hidrida (H-) u biološkim sistemima.
U tom kontekstu, tim istraživača, predvođen profesorom Hitoshijem Tamiakijem sa Univerziteta Ritsumeikan u Japanu, razvio je novu hemijsku metodu korištenjem NAD+/NADH kompleksa sličnih rutenijumu za redukciju CO2 u HCOOH. Rezultati njihove studije objavljeni su u časopisu ChemSusChem 13. januara 2023. godine.
Profesor Tamiaki objašnjava motivaciju za svoje istraživanje. „Nedavno je pokazano da se rutenijumski kompleks sa NAD+ modelom, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, podvrgava fotohemijskoj redukciji sa dva elektrona. To je dovelo do odgovarajućeg kompleksa NADH tipa [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2 u prisustvu trietanolamina u acetonitrilu (CH3CN) pod vidljivom svjetlošću“, rekao je.
„Osim toga, upuhivanje CO2 u rastvor [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ regenerira [Ru(bpy)2(pbn)]2+ i proizvodi formatne ione (HCOO-). Međutim, brzina proizvodnje je prilično niska. Kratka. Stoga, pretvaranje H- u CO2 zahtijeva poboljšani katalitički sistem.“
Stoga su istraživači istraživali različite reagense i reakcijske uslove koji pomažu u smanjenju emisije ugljičnog dioksida. Na osnovu ovih eksperimenata, predložili su svjetlošću indukovanu dvoelektronsku redukciju redoks para [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ u prisustvu 1,3-. Dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazola (BIH). Pored toga, voda (H2O) u CH3CN umjesto trietanolamina dodatno je poboljšala prinos.

Pored toga, istraživači su istraživali i potencijalne mehanizme reakcija koristeći tehnike kao što su nuklearna magnetna rezonanca, ciklička voltametrija i UV-vidljiva spektrofotometrija. Na osnovu toga, postavili su hipotezu: Prvo, nakon fotoekscitacije [Ru(bpy)2(pbn)]2+, formira se slobodni radikal [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, koji se podvrgava sljedećoj redukciji: BIH. Dobija se [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ i BIH•+. Nakon toga, H2O protonira rutenijumski kompleks i formira [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ i BI•. Rezultirajući produkt se disproporcionira i formira [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ i vraća se u [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Prvi se zatim reducira pomoću BI• i generira [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Ovaj kompleks je aktivni katalizator koji pretvara H⁻ u CO₂, proizvodeći HCOO⁻ i mravlju kiselinu.
Istraživači su pokazali da predložena reakcija ima visok konverzijski broj (broj molova ugljikovog dioksida koje pretvara jedan mol katalizatora) – 63.
Istraživači su uzbuđeni ovim otkrićima i nadaju se da će razviti novu metodu pretvaranja energije (sunčeve svjetlosti u hemijsku energiju) za proizvodnju novih obnovljivih materijala.
„Naša metoda će također smanjiti ukupnu količinu ugljičnog dioksida na Zemlji i pomoći u održavanju ciklusa ugljika. Stoga može smanjiti buduće globalno zagrijavanje“, dodao je profesor Tamiaki. „Osim toga, nove tehnologije transporta organskih hidrida pružit će nam neprocjenjive spojeve.“
Dodatne informacije: Yusuke Kinoshita i dr., Svjetlom inducirani prijenos organskog hidrida na CO2** posredovan kompleksima rutenija kao modelima za redoks parove NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Ako naiđete na tipografsku grešku, netačnost ili želite podnijeti zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, molimo vas da koristite ovaj obrazac. Za opšta pitanja, molimo vas da koristite naš kontakt obrazac. Za opšte povratne informacije, koristite odjeljak za javne komentare ispod (slijedite upute).
Vaše povratne informacije su nam veoma važne. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo garantovati personalizovani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo da bi se primaocima saopštilo ko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primaoca neće se koristiti u bilo koju drugu svrhu. Informacije koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Phys.org ih neće pohranjivati ​​ni u kojem obliku.
Primajte sedmične i/ili dnevne novosti u inbox. Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke s trećim stranama.
Naš sadržaj činimo dostupnim svima. Razmislite o podršci misiji Science X-a kreiranjem premium računa.

Ako želite više informacija, molim vas, pošaljite mi e-mail.
E-pošta：
info@pulisichem.cn
Tel.：
+86-533-3149598