Newswise – Paménta anu ningkat pikeun bahan bakar berbasis karbon pikeun ngadorong ékonomi terus ningkatkeun jumlah karbon dioksida (CO2) di udara. Sanaos aya usaha pikeun ngirangan émisi CO2, ieu henteu ngirangan pangaruh ngabahayakeun tina gas anu parantos aya di atmosfir. Janten para panaliti parantos mendakan cara-cara kreatif pikeun ngagunakeun CO2 atmosfir ku cara ngarobihna janten zat anu berharga sapertos asam format (HCOOH) sareng metanol. Fotoréduksi CO2 nganggo fotokatalis nganggo cahaya anu katingali salaku katalis mangrupikeun metode anu populér pikeun konvérsi sapertos kitu.
Dina kamajuan panganyarna, anu diungkabkeun dina édisi internasional Angewandte Chemie tanggal 8 Méi 2023, Profesor Kazuhiko Maeda sareng tim panalungtikanna di Institut Téknologi Tokyo parantos ngadamel kamajuan anu signifikan. Aranjeunna parantos suksés ngembangkeun kerangka logam-organik (MOF) timah (Sn) anu ngamajukeun fotoréduksi CO2 sacara selektif. MOF anu nembé diwanohkeun dingaranan KGF-10 sareng rumus kimiana nyaéta [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: asam tritiosianat, MeOH: metanol). Ngagunakeun cahaya anu katingali, KGF-10 sacara efektif ngarobih CO2 janten asam format (HCOOH). Profesor Maeda ngajelaskeun, "Dugi ka ayeuna, seueur fotokatalis anu épisién pisan pikeun réduksi CO2 dumasar kana logam langka sareng mulia parantos dikembangkeun. Nanging, ngahijikeun fungsi panyerep cahaya sareng katalitik kana hiji unit molekul tunggal anu diwangun ku sajumlah ageung logam tetep janten tantangan." Ku kituna, Sn kabuktian janten calon anu idéal pikeun ngungkulan dua halangan ieu."
MOF, anu ngagabungkeun kaunggulan logam sareng bahan organik, nuju dieksplorasi salaku alternatif anu langkung héjo pikeun fotokatalis tradisional anu dumasar kana logam bumi langka. Sn, anu dikenal ku peran gandana salaku katalis sareng panyerep cahaya dina prosés fotokatalis, berpotensi janten pilihan anu layak pikeun fotokatalis berbasis MOF. Sanaos MOF anu diwangun ku zirkonium, beusi, sareng timbal parantos ditalungtik sacara éksténsif, pamahaman ngeunaan MOF berbasis Sn masih terbatas. Panilitian sareng studi salajengna diperyogikeun pikeun ngajalajah sacara lengkep kamungkinan sareng aplikasi poténsial MOF berbasis Sn dina widang fotokatalisis.
Pikeun nyintésis MOF KGF-10 dumasar timah, para panalungtik nganggo H3ttc (asam tritiosianat), MeOH (metanol), sareng timah klorida salaku komponén awal. Aranjeunna milih 1,3-dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol salaku donor éléktron sareng sumber hidrogén. Saatos sintésis, KGF-10 anu diala diuji coba ku sababaraha metode analitis. Tés ieu nunjukkeun yén bahan ieu gaduh kapasitas adsorpsi CO2 anu sedeng kalayan celah pita 2,5 eV sareng panyerepan anu efektif dina rentang panjang gelombang anu katingali.
Dilengkepan ku pangaweruh ngeunaan sipat fisik sareng kimia bahan anyar, para ilmuwan nganggo éta pikeun ngatalisis réduksi karbon dioksida ku cahaya anu katingali. Anu penting, para panaliti mendakan yén KGF-10 ngahontal konvérsi CO2 pikeun ngabentuk (HCOO-) kalayan selektivitas dugi ka 99% tanpa fotosensitizer atanapi katalis bantu. Salian ti éta, KGF-10 nunjukkeun hasil kuantum anu katingali anu teu acan pernah aya - ukuran efisiensi panggunaan foton - ngahontal nilai 9,8% dina 400 nm. Anu penting, analisis struktural anu dilakukeun nalika réaksi fotokatalitik nunjukkeun yén KGF-10 ngalaman modifikasi struktural pikeun ngabantosan prosés réduksi.
Panalungtikan anu inovatif ieu nampilkeun fotokatalis berbasis timah kinerja tinggi KGF-10 tanpa peryogi logam mulia salaku katalis hiji arah pikeun réduksi CO2 pikeun ngabentuk ku cahaya anu katingali. Sipat-sipat KGF-10 anu luar biasa anu dipidangkeun dina panilitian ieu tiasa ngarévolusi panggunaanana salaku fotokatalis dina rupa-rupa aplikasi, kalebet réduksi CO2 surya. Prof. Maeda nyimpulkeun: "Hasil kami nunjukkeun yén MOF tiasa janten platform pikeun ngembangkeun kamampuan fotokatalitik anu unggul ngalangkungan panggunaan logam anu henteu toksik, hemat biaya, sareng seueur anu aya di Bumi, anu sering mangrupikeun kompleks logam molekuler. Teu kahontal." Panemuan ieu muka kamungkinan énggal. cakrawala dina widang fotokatalisis sareng muka jalan pikeun panggunaan sumber daya Bumi anu lestari sareng efisien.
Newswise nyadiakeun aksés ka warta-warta panganyarna pikeun para wartawan sareng platform pikeun universitas, lembaga, sareng wartawan pikeun nyebarkeun warta-warta panganyarna ka pamiarsa.