ეს სტატია განხილულია Science X-ის რედაქციული პროცედურებისა და პოლიტიკის შესაბამისად. რედაქტორებმა ხაზი გაუსვეს შემდეგ თვისებებს, შინაარსის მთლიანობის უზრუნველყოფისას:
კლიმატის ცვლილება გლობალური გარემოსდაცვითი პრობლემაა. კლიმატის ცვლილების მთავარი ხელშემწყობი ფაქტორი წიაღისეული საწვავის ჭარბი წვაა. ისინი გამოიმუშავებენ ნახშირორჟანგს (CO2), სათბურის გაზს, რომელიც გლობალურ დათბობას უწყობს ხელს. ამის გათვალისწინებით, მსოფლიოს მთავრობები ავითარებენ პოლიტიკას ნახშირორჟანგის ასეთი გამოყოფის შესამცირებლად. თუმცა, ნახშირორჟანგის გამოყოფის მხოლოდ შემცირება შეიძლება საკმარისი არ იყოს. ნახშირორჟანგის გამოყოფის კონტროლიც აუცილებელია. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
ამ მხრივ, მეცნიერები გვთავაზობენ ნახშირორჟანგის ქიმიურ გარდაქმნას დამატებითი ღირებულების მქონე ნაერთებად, როგორიცაა მეთანოლი და ჭიანჭველმჟავა (HCOOH). ამ უკანასკნელის წარმოსაქმნელად საჭიროა ჰიდრიდის იონების (H-) წყარო, რომლებიც ერთი პროტონისა და ორი ელექტრონის ეკვივალენტურია. მაგალითად, ნიკოტინამიდ ადენინ დინუკლეოტიდის (NAD+/NADH) აღდგენა-დაჟანგვის წყვილი წარმოადგენს ჰიდრიდის (H-) გენერატორს და რეზერვუარს ბიოლოგიურ სისტემებში.
ამ ფონზე, იაპონიის რიცუმეიკანის უნივერსიტეტის პროფესორ ჰიტოში ტამიაკის ხელმძღვანელობით მკვლევართა ჯგუფმა შეიმუშავა რუთენიუმის მსგავსი NAD+/NADH კომპლექსების გამოყენებით CO2-ის HCOOH-მდე აღსადგენად ახალი ქიმიური მეთოდი. მათი კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა ჟურნალ ChemSusChem-ში 2023 წლის 13 იანვარს.
პროფესორი ტამიაკი თავისი კვლევის მოტივაციას განმარტავს. „ცოტა ხნის წინ აჩვენეს, რომ NAD+ მოდელის მქონე რუთენიუმის კომპლექსი, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, ფოტოქიმიურ ორელექტრონულ აღდგენას განიცდის. ხილული სინათლის ქვეშ აცეტონიტრილში (CH3CN) ტრიეთანოლამინთან ერთად წარმოქმნის შესაბამის NADH ტიპის კომპლექსს [Ru(bpy))2(pbnHH)](PF6)2“, - თქვა მან.
„გარდა ამისა, CO2-ის [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ ხსნარში ბუშტუკოვანი CO2-ის გადაქცევა აღადგენს [Ru(bpy)2(pbn)]2+-ს და წარმოქმნის ფორმატის იონებს (HCOO-). თუმცა, მისი წარმოების სიჩქარე საკმაოდ დაბალია. მოკლედ. ამიტომ, H-ის CO2-ად გარდაქმნას გაუმჯობესებული კატალიზური სისტემა სჭირდება.“
ამიტომ, მკვლევრებმა შეისწავლეს სხვადასხვა რეაგენტები და რეაქციის პირობები, რომლებიც ხელს უწყობენ ნახშირორჟანგის გამოყოფის შემცირებას. ამ ექსპერიმენტებზე დაყრდნობით, მათ შემოგვთავაზეს სინათლით გამოწვეული ორელექტრონული აღდგენა ჟანგვა-აღდგენით წყვილის [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ 1,3-. დიმეთილ-2-ფენილ-2,3-დიჰიდრო-1H-ბენზო[d]იმიდაზოლის (BIH) თანაობისას. გარდა ამისა, ტრიეთანოლამინთან შედარებით CH3CN-ში წყლის (H2O) გამოყენებამ კიდევ უფრო გააუმჯობესა მოსავლიანობა.

გარდა ამისა, მკვლევრებმა ასევე შეისწავლეს პოტენციური რეაქციის მექანიზმები ისეთი ტექნიკის გამოყენებით, როგორიცაა ბირთვული მაგნიტური რეზონანსი, ციკლური ვოლტამპერია და ულტრაიისფერი-ხილული სპექტროფოტომეტრია. ამის საფუძველზე მათ წამოაყენეს ჰიპოთეზა: პირველ რიგში, [Ru(bpy)2(pbn)]2+-ის ფოტოაგზნებისას წარმოიქმნება თავისუფალი რადიკალი [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, რომელიც განიცდის შემდეგ აღდგენას: BIH Get [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ და BIH•+. შემდგომში, H2O ახდენს რუთენიუმის კომპლექსის პროტონირებას [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ და BI• წარმოქმნის. შედეგად მიღებული პროდუქტი არაპროპორციულია [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ წარმოქმნის და ბრუნდება [Ru(bpy)2(pbn)]2+-ად. პირველი შემდეგ აღდგება BI•-ით [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+ წარმოქმნის. ეს კომპლექსი აქტიური კატალიზატორია, რომელიც H-ს CO2-ად გარდაქმნის, წარმოქმნის HCOO- და ჭიანჭველმჟავას.
მკვლევრებმა აჩვენეს, რომ შემოთავაზებულ რეაქციას აქვს მაღალი გარდაქმნის რიცხვი (კატალიზატორის ერთი მოლის მიერ გარდაქმნილი ნახშირორჟანგის მოლების რაოდენობა) - 63.
მკვლევარები აღფრთოვანებულები არიან ამ აღმოჩენებით და იმედოვნებენ, რომ შეიმუშავებენ ენერგიის (მზის სინათლის ქიმიურ ენერგიად) გარდაქმნის ახალ მეთოდს ახალი განახლებადი მასალების წარმოებისთვის.
„ჩვენი მეთოდი ასევე შეამცირებს დედამიწაზე ნახშირორჟანგის მთლიან რაოდენობას და ხელს შეუწყობს ნახშირბადის ციკლის შენარჩუნებას. შესაბამისად, მას შეუძლია შეამციროს მომავალი გლობალური დათბობა“, - დასძინა პროფესორმა ტამიაკიმ. „გარდა ამისა, ორგანული ჰიდრიდების ტრანსპორტირების ახალი ტექნოლოგიები ფასდაუდებელი ნაერთებით მოგვაწვდის“.
დამატებითი ინფორმაცია: იუსუკე კინოშიტა და სხვ., რუთენიუმის კომპლექსებით გამოწვეული სინათლით ინდუცირებული ორგანული ჰიდრიდის CO2**-ად გადატანა, როგორც NAD+/NADH რედოქს წყვილების მოდელები, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

თუ ამ გვერდზე წააწყდებით შეცდომას, უზუსტობას ან გსურთ მოთხოვნის წარდგენა კონტენტის რედაქტირების შესახებ, გთხოვთ, გამოიყენოთ ეს ფორმა. ზოგადი კითხვებისთვის, გთხოვთ, გამოიყენოთ ჩვენი საკონტაქტო ფორმა. ზოგადი გამოხმაურებისთვის გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული საჯარო კომენტარების განყოფილება (მიჰყევით ინსტრუქციებს).
თქვენი გამოხმაურება ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანია. თუმცა, შეტყობინებების დიდი მოცულობის გამო, ჩვენ არ შეგვიძლია გარანტია მივცეთ პერსონალიზებულ პასუხს.
თქვენი ელექტრონული ფოსტის მისამართი გამოიყენება მხოლოდ მიმღებებისთვის ელფოსტის გამოგზავნის შესახებ ინფორმაციის მისაწოდებლად. არც თქვენი და არც მიმღების მისამართი არ იქნება გამოყენებული სხვა მიზნებისთვის. თქვენს მიერ შეყვანილი ინფორმაცია გამოჩნდება თქვენს ელფოსტაში და Phys.org-ის მიერ არ იქნება შენახული რაიმე ფორმით.
მიიღეთ ყოველკვირეული და/ან ყოველდღიური განახლებები თქვენს ელ. ფოსტაზე. შეგიძლიათ გამოწერის გაუქმება ნებისმიერ დროს და ჩვენ არასდროს გავუზიარებთ თქვენს მონაცემებს მესამე პირებს.
ჩვენი კონტენტი ყველასთვის ხელმისაწვდომს ხდის. განიხილეთ Science X-ის მისიის მხარდაჭერა პრემიუმ ანგარიშით.

თუ გსურთ მეტი ინფორმაციის მიღება, გთხოვთ, გამომიგზავნოთ ელ.წერილი.
ელ. ფოსტა:
info@pulisichem.cn
ტელ.:
+86-533-3149598