KANAZAWA, Iapan, 8 Ògmhios, 2023 /PRNewswire/ — Tha luchd-rannsachaidh Oilthigh Kanazawa ag aithris mar a ghabhas sreath tana de dhìsulfaid staoin a chleachdadh gus lughdachadh ceimigeach dà-ogsaid charboin a luathachadh. airson comann neodrach a thaobh charboin.
Tha ath-chuairteachadh dà-ogsaid charboin (CO2) a thèid a leigeil a-mach bho phròiseasan gnìomhachais riatanach ann an oidhirp èiginneach a’ chinne-daonna airson comann seasmhach, neodrach a thaobh charboin. Air an adhbhar seo, tha sgrùdadh farsaing ga dhèanamh an-dràsta air electro-chatalaichean as urrainn CO2 a thionndadh gu h-èifeachdach gu toraidhean ceimigeach eile nach eil cho cronail. Tha clas de stuthan ris an canar dichalcogenides meatailt dà-thaobhach (2D) nan tagraichean mar electro-chatalaichean airson tionndadh CO, ach bidh na stuthan sin gu tric cuideachd a’ brosnachadh ath-bheachdan farpaiseach, a’ lughdachadh an èifeachdais. Tha Yasufumi Takahashi agus a cho-obraichean aig Institiud Saidheans Nano-bhitheòlas Oilthigh Kanazawa (WPI-NanoLSI) air dichalcogenide meatailt dà-thaobhach a chomharrachadh as urrainn CO2 a lughdachadh gu h-èifeachdach gu searbhag formach, chan ann a-mhàin de thùs nàdarra. A bharrachd air an sin, tha an ceangal seo na cheangal eadar-mheadhanach. toradh de cho-chur ceimigeach.
Rinn Takahashi agus a cho-obraichean coimeas eadar gnìomhachd catalaíseach disulfide dà-thaobhach (MoS2) agus disulfide staoin (SnS2). Tha an dà chuid nan dà-chalcogenides meatailt dà-thaobhach, agus tha an tè mu dheireadh gu sònraichte inntinneach leis gu bheil fios gu bheil staoin fìor-ghlan na chatalaíseach airson cinneasachadh searbhag formach. Sheall deuchainnean dealan-cheimigeach air na todhar sin gu bheil an ath-bhualadh mean-fhàs haidridean (HER) air a luathachadh le bhith a’ cleachdadh MoS2 an àite tionndadh CO2. Tha HER a’ toirt iomradh air ath-bhualadh a bhios a’ dèanamh haidridean, a tha feumail nuair a thathar an dùil connadh haidridean a dhèanamh, ach a thaobh lughdachadh CO2, tha e na phròiseas farpaiseach mì-mhiannach. Air an làimh eile, sheall SnS2 deagh ghnìomhachd lughdachadh CO2 agus chuir e bacadh air HER. Ghabh an luchd-rannsachaidh tomhais dealan-cheimigeach de phùdar SnS2 mòr-chuid cuideachd agus fhuair iad a-mach nach robh e cho gnìomhach ann an lughdachadh catalaíseach CO2.
Gus tuigse fhaighinn air càite a bheil na làraichean gnìomhach gu catalaíseach suidhichte ann an SnS2 agus carson a tha stuth 2D a’ coileanadh nas fheàrr na todhar mòr-chuid, chleachd na luchd-saidheans dòigh-obrach ris an canar microscopaidh dealan-cheimigeach cealla sganaidh (SECCM). Tha an SECCM air a chleachdadh mar nanopipette, a’ cruthachadh cealla dealan-cheimigeach cumadh meniscus air sgèile nano airson probes a tha mothachail air ath-bheachdan uachdar air sampallan. Sheall na tomhais gu robh uachdar iomlan na duilleige SnS2 gnìomhach gu catalaíseach, chan e dìreach na h-eileamaidean “àrd-ùrlar” no “oir” anns an structar. Tha seo cuideachd a’ mìneachadh carson a tha gnìomhachd nas àirde aig 2D SnS2 an taca ri SnS2 mòr-chuid.
Bheir àireamhachadh barrachd lèirsinn air na h-ath-bheachdan ceimigeach a tha a’ tachairt. Gu sònraichte, chaidh cruthachadh searbhag formach a chomharrachadh mar shlighe ath-bhualadh a tha fàbharach a thaobh lùtha nuair a thèid SnS2 2D a chleachdadh mar chatalaiche.
Tha co-dhùnaidhean Takahashi agus a cho-obraichean a’ comharrachadh ceum cudromach a dh’ionnsaigh cleachdadh electrocatalyst dà-thaobhach ann an tagraidhean lughdachadh CO2 electroceimiceach. Tha na luchd-saidheans ag ràdh: “Bheir na toraidhean seo tuigse agus leasachadh nas fheàrr air ro-innleachd electrocatalysis dà-thaobhach meatailt dichalcogenide airson lughdachadh electroceimiceach carbon dà-ogsaid gus hydrocarbons, alcohols, searbhagan geir agus alkenes a thoirt gu buil gun fo-bhuaidhean.
Tha duilleagan dà-thaobhach (2D) (no monolayers) de dhichalcogenides meatailt nan stuthan seòrsa MX2 far a bheil M na dadam meatailt, leithid molybdenum (Mo) no staoin (Sn), agus X na dadam chalcogen, leithid sulfar (C). Faodar an structar a chur an cèill mar shreath de dadaman X air mullach sreath de dadaman M, a tha an uair sin suidhichte air sreath de dadaman X. Buinidh dichalcogenides meatailt dà-thaobhach do chlas de stuthan ris an canar dà-thaobhach (a tha cuideachd a’ toirt a-steach graphene), a tha a’ ciallachadh gu bheil iad tana. Bidh feartan corporra eadar-dhealaichte aig stuthan 2D gu tric na an co-aoisean mòra (3D).
Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air gnìomhachd electrocatalaíseach dà-thaobhach dà-chalcogenides meatailt ann an ath-bhualadh mean-fhàs haidridean (HER), pròiseas ceimigeach a bhios a’ dèanamh haidridean. Ach a-nis, tha Yasufumi Takahashi agus a cho-obraichean aig Oilthigh Kanazawa air faighinn a-mach nach eil gnìomhachd catalaíseach HER aig an dà-chalcogenide meatailt dà-thaobhach SnS2; tha seo na fheart air leth cudromach ann an co-theacsa ro-innleachdail na slighe.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta agus Yasufumi Takahashi. Plàta 1T / 1H-SnS2 airson gluasad electrochemical de CO2, ACS XX, XXX-XXX (2023).
Tiotal: Deuchainnean sganaidh air maicreasgopaidh electroceimiceach cheallan gus gnìomhachd catalaíseach siotaichean SnS2 a sgrùdadh gus sgaoilidhean CO2 a lùghdachadh.
Chaidh Institiud Nano-bhitheòlasach Oilthigh Kanazawa (NanoLSI) a stèidheachadh ann an 2017 mar phàirt de phrògram MEXT, prìomh ionad rannsachaidh eadar-nàiseanta an t-saoghail. Is e amas a’ phrògraim ionad rannsachaidh den chiad ìre a chruthachadh. Le bhith a’ cothlamadh an eòlais as cudromaiche ann am maicreasgopaidh sganaidh bith-eòlasach, tha NanoLSI a’ stèidheachadh “teicneòlas nanoendoscopy” airson ìomhaighean, mion-sgrùdadh agus làimhseachadh dìreach bith-mholacilean gus lèirsinn fhaighinn air na dòighean-obrach a bhios a’ cumail smachd air iongantas beatha leithid galair.
Mar phrìomh oilthigh foghlaim choitcheann air costa Muir Iapan, tha Oilthigh Kanazawa air tabhartasan mòra a thoirt do fhoghlam àrd-ìre agus rannsachadh acadaimigeach ann an Iapan bho chaidh a stèidheachadh ann an 1949. Tha trì colaistean agus 17 sgoiltean aig an oilthigh a tha a’ tabhann chuspairean leithid leigheas, coimpiutaireachd agus na daonnachdan.
Tha an oilthigh suidhichte ann an Kanazawa, baile ainmeil airson a eachdraidh agus a chultar, air costa Muir Iapan. Bho àm nan fiùdalach (1598-1867), tha cliù inntleachdail ùghdarrasach air a bhith aig Kanazawa. Tha Oilthigh Kanazawa air a roinn ann an dà phrìomh champas, Kakuma agus Takaramachi, agus tha timcheall air 10,200 oileanach ann, 600 dhiubh nan oileanaich eadar-nàiseanta.
Seall an susbaint thùsail: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html