KANAZAWA, Ýaponiýa, 2023-nji ýylyň 8-nji iýuny /PRNewswire/ — Kanazawa uniwersitetiniň alymlary uglerod neýtral jemgyýeti üçin galaýy disulfidiň örän inçe gatlagynyň uglerod dioksidiniň himiki taýdan azaldylmagyny çaltlaşdyrmak üçin nähili ulanylyp bilinjekdigini habar berýärler.
Senagat proseslerinden çykýan uglerod dioksidini (CO2) gaýtadan işlemek adamzadyň durnukly, uglerodsyz jemgyýet üçin gyssagly gözleginde zerurdyr. Şu sebäpli, häzirki wagtda CO2-ni beýleki zyýanly himiki önümlere netijeli öwrüp bilýän elektrokatalizatorlar giňden öwrenilýär. Iki ölçegli (2D) metal dihalkogenidleri diýlip atlandyrylýan materiallar klasy CO2-ni öwürmek üçin elektrokatalizator hökmünde dalaşgärler bolup durýar, ýöne bu materiallar köplenç bäsdeş reaksiýalary hem höweslendirýär we olaryň netijeliligini peseldýär. Ýasufumi Takahaşi we Kanazawa uniwersitetiniň Nanobiologiýa ylmy institutynyň (WPI-NanoLSI) kärdeşleri diňe tebigy gelip çykyşly däl, eýsem CO2-ni formik kislotasyna netijeli öwrüp bilýän iki ölçegli metal dihalkogenidini tapdylar. Mundan başga-da, bu baglanyşyk himiki sinteziň aralyk önümidir.
Takahaşi we onuň kärdeşleri iki ölçegli disulfidiň (MoS2) we galaýy disulfidiň (SnS2) katalitik işjeňligini deňeşdirdiler. Iki ölçegli metal dihalkogenidleridir, ikinjisi aýratyn gyzyklanma döredýär, sebäbi arassa galaýy formik kislotanyň öndürilmegi üçin katalizator bolup bilýär. Bu birleşmeleriň elektrohimiki synaglary wodorodyň bölünip çykmagynyň reaksiýasynyň (HER) CO2 öwrülmeginiň ýerine MoS2 ulanylyp çaltlaşdyrylýandygyny görkezdi. HER wodorod öndürýän reaksiýany aňladýar, bu bolsa wodorod ýangyjyny öndürmek niýetinde peýdalydyr, ýöne CO2-niň azaldylmagy ýagdaýynda bu islenilmeýän bäsdeşlik prosesidir. Beýleki tarapdan, SnS2 gowy CO2-niň azaldylmagynyň işjeňligini görkezdi we HER-iň öňüni aldy. Barlagçylar şeýle hem SnS2 poroşogynyň köpçülikleýin elektrohimiki ölçeglerini geçirdiler we onuň CO2-niň katalitik azaldylmagynda has az işjeňdigini anykladylar.
SnS2-de katalitik taýdan işjeň merkezleriň nirede ýerleşýändigini we näme üçin 2D materialyň göwrümli birleşmeden has gowy işleýändigini düşünmek üçin alymlar skanirleýji öýjük elektrohimiki mikroskopiýa (SECCM) atly usuly ulandylar. SECCM nanopipet hökmünde ulanylýar we nusgalardaky ýüzleý reaksiýalara duýgur bolan zondlar üçin nanosölçegli menisk şekilli elektrohimiki öýjük emele getirýär. Ölçegler SnS2 listiniň tutuş ýüzüniň katalitik taýdan işjeňdigini görkezdi, diňe gurluşdaky "platforma" ýa-da "gyra" elementleri däl. Bu hem 2D SnS2-niň göwrümli SnS2-e garanyňda has ýokary işjeňlige eýedigini düşündirýär.
Hasaplamalar bolup geçýän himiki reaksiýalar barada has giňişleýin düşünje berýär. Hususan-da, 2D SnS2 katalizator hökmünde ulanylanda, formik kislotanyň emele gelmegi energiýa taýdan amatly reaksiýa ýoly hökmünde kesgitlenildi.
Takahaşiniň we kärdeşleriniň açyşlary elektrohimiki CO2 reduksiýa ulanylyşlarynda iki ölçegli elektrokatalizatorlary ulanmak ugrunda möhüm ädim bolup durýar. Alymlar şeýle diýýärler: “Bu netijeler uglewodorodlary, spirtleri, ýag kislotalaryny we alkenleri goşmaça täsirleri bolmadyk önümleri öndürmek üçin uglerod dioksidini elektrohimiki reduksiýa etmek üçin iki ölçegli metal dihalkogenid elektrokataliz strategiýasyny has gowy düşünmäge we işläp düzmäge mümkinçilik berer.”
Metall dihalkogenidleriniň iki ölçegli (2D) listleri (ýa-da monogatlaklary) MX2 görnüşli materiallar bolup, bu ýerde M molibden (Mo) ýa-da galaýy (Sn) ýaly metal atomy, X bolsa kükürt (C) ýaly xalkogen atomydyr. Gurluşy M atomlarynyň gatlagynyň üstünde X atomlarynyň gatlagy hökmünde görkezmek bolar, ol bolsa öz gezeginde X atomlarynyň gatlagynda ýerleşýär. Iki ölçegli metal dihalkogenidleri iki ölçegli materiallar diýilýän synpa degişlidir (grafen hem girýär), bu bolsa olaryň inçelýändigini aňladýar. 2D materiallar köplenç göwrümli (3D) analoglaryndan tapawutly fiziki häsiýetlere eýedir.
Iki ölçegli metal dihalkogenidleri wodorod öndürýän himiki proses bolan wodorod ewolýusiýa reaksiýasynda (HER) elektrokatalitik işjeňligi üçin öwrenildi. Emma häzir Ýasufumi Takahaşi we Kanazawa uniwersitetindäki kärdeşleri iki ölçegli metal dihalkogenidi SnS2-niň HER katalitik işjeňligini görkezmeýändigini anykladylar; bu ýoluň strategik kontekstinde örän möhüm häsiýetdir.
Ukeusuke Kawabe, Yoshoşikazu Ito, utauta Hori, Sureş Kukunuri, Fumiýa Şiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Çon, Kosuke Katagiri, Zeyu Si, Çikai Li, utasuteru Şigeta we Yasufumi Takahashi. CO2, ACS XX, XXX - XXX (2023) elektrohimiki geçirmek üçin 1T / 1H-SnS2 plastinka.
Ady: CO2 zyňyndylaryny azaltmak üçin SnS2 listleriniň katalitik işjeňligini öwrenmek maksady bilen öýjükleriň elektrohimiki mikroskopiýasynda skanirleme tejribeleri.
Kanazawa uniwersitetiniň Nanobiologik instituty (NanoLSI) 2017-nji ýylda dünýäniň öňdebaryjy halkara ylmy-barlag merkeziniň MEXT maksatnamasynyň çäginde döredildi. Maksatnamanyň maksady dünýä derejesindäki ylmy-barlag merkezini döretmekdir. Biologiki skanirleýji zond mikroskopiýasyndaky iň möhüm bilimleri birleşdirip, NanoLSI kesel ýaly ýaşaýyş hadysalaryny dolandyrýan mehanizmler barada düşünje almak üçin biomolekulalary gönüden-göni suratlandyrmak, seljermek we manipulýasiýa etmek üçin "nanoendoskopiýa tehnologiýasyny" döredýär.
Ýapon deňziniň kenaryndaky öňdebaryjy umumy bilim uniwersiteti hökmünde Kanazawa uniwersiteti 1949-njy ýylda esaslandyrylandan bäri Ýaponiýada ýokary bilime we akademiki barlaglara uly goşant goşdy. Uniwersitetde lukmançylyk, kompýuter we gumanitar ylymlar ýaly ugurlary hödürleýän üç kollej we 17 mekdep bar.
Uniwersitet Ýaponiýa deňziniň kenarynda, taryhy we medeniýeti bilen meşhur bolan Kanazawa şäherinde ýerleşýär. Feodal döwründen bäri (1598-1867) Kanazawa abraýly intellektual abraýa eýe boldy. Kanazawa uniwersiteti iki esasy kampusa, Kakuma we Takaramaçi şäherlerine bölünýär we onda takmynan 10,200 talyp bar, olaryň 600-si daşary ýurtly talyplar.
Asyl mazmuny görkez: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html