این مقاله مطابق با رویه‌ها و سیاست‌های ویراستاری Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن تضمین صحت محتوا، بر ویژگی‌های زیر تأکید کرده‌اند:
تغییرات اقلیمی یک مشکل زیست‌محیطی جهانی است. عامل اصلی تغییرات اقلیمی، سوزاندن بیش از حد سوخت‌های فسیلی است. آنها دی‌اکسید کربن (CO2)، یک گاز گلخانه‌ای که به گرمایش جهانی کمک می‌کند، تولید می‌کنند. با توجه به این موضوع، دولت‌ها در سراسر جهان در حال تدوین سیاست‌هایی برای محدود کردن انتشار چنین کربنی هستند. با این حال، صرفاً کاهش انتشار کربن ممکن است کافی نباشد. انتشار دی‌اکسید کربن نیز باید کنترل شود. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
در این راستا، دانشمندان تبدیل شیمیایی دی اکسید کربن به ترکیبات با ارزش افزوده مانند متانول و اسید فرمیک (HCOOH) را پیشنهاد می‌کنند. برای تولید مورد دوم، به منبعی از یون‌های هیدرید (H-) که معادل یک پروتون و دو الکترون هستند، نیاز است. به عنوان مثال، جفت کاهش-اکسیداسیون نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NAD+/NADH) مولد و مخزن هیدرید (H-) در سیستم‌های بیولوژیکی است.
در این زمینه، تیمی از محققان به رهبری پروفسور هیتوشی تامیاکی از دانشگاه ریتسومیکان ژاپن، یک روش شیمیایی جدید با استفاده از کمپلکس‌های NAD+/NADH شبیه روتنیم برای کاهش CO2 به HCOOH توسعه دادند. نتایج مطالعه آنها در مجله ChemSusChem در ۱۳ ژانویه ۲۰۲۳ منتشر شد.
پروفسور تامیاکی انگیزه تحقیق خود را توضیح می‌دهد. او گفت: «اخیراً نشان داده شده است که کمپلکس روتنیم با مدل NAD+، [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2، تحت کاهش دو الکترونی فتوشیمیایی قرار می‌گیرد. این امر منجر به تشکیل کمپلکس نوع NADH مربوطه [Ru(bpy)2(pbnHH)](PF6)2 در حضور تری اتانول آمین در استونیتریل (CH3CN) تحت نور مرئی شد.»
«علاوه بر این، حباب زدن CO2 در محلول [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ باعث بازسازی [Ru(bpy)2(pbn)]2+ شده و یون‌های فرمات (HCOO-) تولید می‌کند. با این حال، سرعت تولید آن بسیار پایین است. کوتاه. بنابراین، تبدیل H- به CO2 نیاز به یک سیستم کاتالیزوری بهبود یافته دارد.»
بنابراین، محققان واکنشگرها و شرایط واکنش مختلفی را که به کاهش انتشار دی اکسید کربن کمک می‌کنند، بررسی کرده‌اند. بر اساس این آزمایش‌ها، آنها کاهش دو الکترونی ناشی از نور از جفت اکسایش-کاهش [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ را در حضور 1، 3- دی متیل-2-فنیل-2،3-دی هیدرو-1H-بنزو[d]ایمیدازول (BIH) پیشنهاد کردند. علاوه بر این، آب (H2O) در CH3CN به جای تری اتانول آمین، بازده را بیشتر بهبود بخشید.

علاوه بر این، محققان مکانیسم‌های واکنش بالقوه را با استفاده از تکنیک‌هایی مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای، ولتامتری چرخه‌ای و طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش بررسی کردند. بر این اساس، آنها فرضیه‌ای ارائه دادند: ابتدا، پس از برانگیختگی نوری [Ru(bpy)2(pbn)]2+، رادیکال آزاد [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+* تشکیل می‌شود که تحت کاهش زیر قرار می‌گیرد: BIH [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ و BIH•+ را به دست می‌آورد. متعاقباً، H2O کمپلکس روتنیم را پروتونه می‌کند تا [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ و BI• را تشکیل دهد. محصول حاصل به طور نامتناسبی به شکل [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ در می‌آید و به [Ru(bpy)2(pbn)]2+ برمی‌گردد. سپس اولی توسط BI• کاهش می‌یابد تا [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+ تولید شود. این کمپلکس یک کاتالیزور فعال است که H- را به CO2 تبدیل می‌کند و HCOO- و اسید فرمیک تولید می‌کند.
محققان نشان دادند که واکنش پیشنهادی دارای عدد تبدیل بالایی (تعداد مول‌های دی‌اکسید کربن تبدیل شده توسط یک مول کاتالیزور) - ۶۳ - است.
محققان از این اکتشافات هیجان‌زده هستند و امیدوارند روش جدیدی برای تبدیل انرژی (نور خورشید به انرژی شیمیایی) برای تولید مواد تجدیدپذیر جدید توسعه دهند.
پروفسور تامیاکی افزود: «روش ما همچنین مقدار کل دی‌اکسید کربن روی زمین را کاهش داده و به حفظ چرخه کربن کمک می‌کند. بنابراین، می‌تواند گرمایش جهانی در آینده را کاهش دهد.» «علاوه بر این، فناوری‌های جدید انتقال هیدرید آلی، ترکیبات ارزشمندی را در اختیار ما قرار می‌دهند.»
اطلاعات بیشتر: یوسوکه کینوشیتا و همکاران، انتقال هیدرید آلی ناشی از نور به CO2** با واسطه کمپلکس‌های روتنیم به عنوان مدل‌هایی برای زوج‌های ردوکس NAD+/NADH، ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

اگر با غلط املایی، بی‌دقتی مواجه شدید یا می‌خواهید درخواست ویرایش محتوا را در این صفحه ارسال کنید، لطفاً از این فرم استفاده کنید. برای سوالات عمومی، لطفاً از فرم تماس ما استفاده کنید. برای بازخورد عمومی، از بخش نظرات عمومی در زیر استفاده کنید (دستورالعمل‌ها را دنبال کنید).
بازخورد شما برای ما بسیار مهم است. با این حال، به دلیل حجم بالای پیام‌ها، نمی‌توانیم پاسخ شخصی‌سازی‌شده را تضمین کنیم.
آدرس ایمیل شما فقط برای اطلاع‌رسانی به گیرندگان ایمیل استفاده می‌شود. نه آدرس شما و نه آدرس گیرنده برای هیچ هدف دیگری استفاده نخواهد شد. اطلاعاتی که وارد می‌کنید در ایمیل شما نمایش داده می‌شود و به هیچ وجه توسط Phys.org ذخیره نخواهد شد.
به‌روزرسانی‌های هفتگی و/یا روزانه را در صندوق ورودی خود دریافت کنید. می‌توانید در هر زمان اشتراک خود را لغو کنید و ما هرگز اطلاعات شما را با اشخاص ثالث به اشتراک نمی‌گذاریم.
ما محتوای خود را برای همه قابل دسترسی می‌کنیم. حمایت از ماموریت Science X را با یک حساب کاربری ویژه در نظر بگیرید.

اگر مایل به کسب اطلاعات بیشتر هستید، لطفاً برای من ایمیل بفرستید.
ایمیل：
info@pulisichem.cn
تلفن：
‎+86-533-3149598‎