15:13 2024-02-28 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii dezvoltă o nouă metodă de fotosinteză a peroxidului de hidrogen folosind apă și aer

_ Cercetătorii dezvoltă o metodă nouă pentru a fotosintetiza peroxid de hidrogen folosind apă și aer

Cercetătorii de la Universitatea Națională din Singapore (NUS) au dezvoltat un cadru organic covalent microporos cu rețele dense donor-acceptor și legături proiectate pentru producerea eficientă și curată a peroxidului de hidrogen (H2O2) prin procesul de fotosinteză cu apă și aer.

Producția industrială tradițională de H2O2 prin procesul antrachinonic folosind hidrogen și oxigen este foarte consumatoare de energie. Această abordare folosește solvenți toxici și catalizatori scumpi din metale nobile și generează deșeuri substanțiale din reacțiile secundare.

În schimb, producția fotocatalitică de H2O2 din oxigen și apă oferă o cale eficientă din punct de vedere energetic, blând și curat. Cel mai important, abordează dezavantajele comune ale sistemelor fotocatalitice existente, cum ar fi activitatea scăzută, utilizarea intensă a donatorilor suplimentari de sacrificiu de alcool și necesitatea aportului de oxigen pur gazos.

O echipă de cercetare condusă de profesorul Jiang Donglin de la Departamentul de Chimie NUS a dezvoltat un nou tip de fotocatalizator pentru fotosinteza artificială eficientă a H2O2 din apă și aer. Cercetătorii au construit cadre organice covalente hexavalente (COF) în care scheletul este proiectat să fie coloane π donatoare-acceptatoare pentru generarea de sarcină foto-indusă de mare viteză și situsuri active catalitice.

În paralel, porul este proiectat cu canale microporoase trigonale sensibile hidraulic pentru livrarea imediată a reactanților apă și oxigen. Ca rezultat, aceste COF hexavalente produc H2O2 spontan și eficient din apă și aer atmosferic atunci când sunt expuse la lumină vizibilă atât în ​​reactoare discontinue, cât și în reactoare cu flux.

În condiții de laborator, COF-urile demonstrează o eficiență cuantică de 17,5% sub lumină vizibilă la 420 nm în reactoare discontinue. Acest sistem poate fi dezvoltat pentru a construi suprafețe cu autocurățare și pentru tratamente de dezinfecție.

Descoperirile cercetării au fost publicate în Nature Catalysis.

Profesorul Jiang a spus: „În această lucrare, am avut succes a abordat o problemă cheie și comună în fotocatalizatori, electrocatalizatori și catalizatori eterogene, care este furnizarea eficientă de sarcini și masă către locurile catalitice. Concentrarea noastră pe proiectarea structurală precisă la nivel atomic pentru a explora atât scheletele, cât și porii COF-urilor a condus la crearea unui sistem de fotosinteză artificială pentru producerea de H2O2, obținând o eficiență fotocatalitică fără precedent.”

(Fluierul)

Inapoi