Acest articol a fost revizuit în conformitate cu procedurile și politicile editoriale ale Science X. Editorii au subliniat următoarele calități, asigurând în același timp integritatea conținutului:
Schimbările climatice reprezintă o problemă globală de mediu. Principalul factor care contribuie la schimbările climatice este arderea excesivă a combustibililor fosili. Aceștia produc dioxid de carbon (CO2), un gaz cu efect de seră care contribuie la încălzirea globală. Având în vedere acest lucru, guvernele din întreaga lume elaborează politici pentru a limita astfel de emisii de carbon. Cu toate acestea, simpla reducere a emisiilor de carbon poate să nu fie suficientă. De asemenea, emisiile de dioxid de carbon trebuie controlate. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
În acest sens, oamenii de știință propun conversia chimică a dioxidului de carbon în compuși cu valoare adăugată, cum ar fi metanolul și acidul formic (HCOOH). Pentru a produce acesta din urmă, este necesară o sursă de ioni de hidrură (H-), care sunt echivalenți cu un proton și doi electroni. De exemplu, perechea de reducere-oxidare nicotinamid adenin dinucleotidă (NAD+/NADH) este un generator și rezervor de hidrură (H-) în sistemele biologice.
În acest context, o echipă de cercetători condusă de profesorul Hitoshi Tamiaki de la Universitatea Ritsumeikan din Japonia, a dezvoltat o nouă metodă chimică utilizând complexe NAD+/NADH de tip ruteniu pentru a reduce CO2 la HCOOH. Rezultatele studiului lor au fost publicate în revista ChemSusChem pe 13 ianuarie 2023.
Profesorul Tamiaki explică motivația cercetării sale. „Recent s-a demonstrat că complexul de ruteniu cu modelul NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, suferă o reducere fotochimică cu doi electroni. Aceasta a dat naștere complexului de tip NADH corespunzător [Ru (bpy) )2 (pbnHH)](PF6)2 în prezența trietanolaminei în acetonitril (CH3CN) sub lumină vizibilă”, a spus el.
„În plus, barbotarea CO2 într-o soluție de [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ regenerează [Ru(bpy)2(pbn)]2+ și produce ioni de formiat (HCOO-). Cu toate acestea, viteza sa de producție este destul de mică. Scurt. Prin urmare, conversia H- în CO2 necesită un sistem catalitic îmbunătățit.”
Prin urmare, cercetătorii au investigat diverși reactivi și condiții de reacție care ajută la reducerea emisiilor de dioxid de carbon. Pe baza acestor experimente, au propus reducerea cu doi electroni indusă de lumină a perechii redox [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ în prezența 1,3-Dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazolului (BIH). În plus, apa (H2O) în CH3CN în loc de trietanolamină a îmbunătățit și mai mult randamentul.

În plus, cercetătorii au investigat și potențialele mecanisme de reacție folosind tehnici precum rezonanța magnetică nucleară, voltametria ciclică și spectrofotometria UV-vizibilă. Pe baza acestui fapt, au emis ipoteza: În primul rând, la fotoexcitarea [Ru(bpy)2(pbn)]2+, se formează radicalul liber [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, care suferă următoarea reducere: BIH Se obține [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ și BIH•+. Ulterior, H2O protonează complexul de ruteniu pentru a forma [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ și BI•. Produsul rezultat este disproporționat pentru a forma [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ și revine la [Ru(bpy)2(pbn)]2+. Primul este apoi redus de BI• pentru a genera [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Acest complex este un catalizator activ care transformă H- în CO2, producând HCOO- și acid formic.
Cercetătorii au arătat că reacția propusă are un indice de conversie ridicat (numărul de moli de dioxid de carbon convertiți de un mol de catalizator) - 63.
Cercetătorii sunt entuziasmați de aceste descoperiri și speră să dezvolte o nouă metodă de conversie a energiei (lumina solară în energie chimică) pentru a produce noi materiale regenerabile.
„Metoda noastră va reduce, de asemenea, cantitatea totală de dioxid de carbon de pe Pământ și va contribui la menținerea ciclului carbonului. Prin urmare, poate reduce încălzirea globală viitoare”, a adăugat profesorul Tamiaki. „În plus, noile tehnologii de transport al hidrurilor organice ne vor oferi compuși neprețuiți.”
Informații suplimentare: Yusuke Kinoshita și colab., Transferul de hidruri organice la CO2** indus de lumină mediat de complexe de ruteniu ca modele pentru cupluri redox NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, o inexactitate sau doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular. Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact. Pentru feedback general, utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (urmați instrucțiunile).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi. Cu toate acestea, din cauza volumului mare de mesaje, nu putem garanta un răspuns personalizat.
Adresa ta de e-mail este utilizată doar pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul. Nici adresa ta, nici adresa destinatarului nu vor fi utilizate în niciun alt scop. Informațiile pe care le introduci vor apărea în e-mailul tău și nu vor fi stocate de Phys.org sub nicio formă.
Primește actualizări săptămânale și/sau zilnice în căsuța ta poștală. Te poți dezabona oricând și nu vom partaja niciodată datele tale cu terțe părți.
Facem conținutul nostru accesibil tuturor. Luați în considerare susținerea misiunii Science X cu un cont premium.

Dacă doriți mai multe informații, vă rog să-mi trimiteți un e-mail.
E-mail:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598