VCU pētnieki ir atklājuši efektīvu katalizatoru oglekļa dioksīda termoķīmiskai pārveidošanai par skudrskābi — atklājums, kas varētu nodrošināt jaunu oglekļa uztveršanas stratēģiju, ko varētu samazināt, pasaulei cīnoties ar klimata pārmaiņām. Potenciāli svarīgs aģents atmosfēras oglekļa dioksīdam.
“Ir labi zināms, ka straujā siltumnīcefekta gāzu daudzuma pieaugums atmosfērā un to kaitīgā ietekme uz vidi ir viena no galvenajām mūsdienu cilvēces problēmām,” sacīja vadošais autors Dr. Šivs N. Khanna, VCU Humanitāro zinātņu fakultātes fizikas katedras emeritētais profesors. “CO2 katalītiskā pārveidošana par noderīgām ķīmiskām vielām, piemēram, skudrskābi (HCOOH), ir izmaksu ziņā efektīva alternatīva stratēģija, lai mazinātu CO2 nelabvēlīgo ietekmi. Skudrskābe ir zemas toksicitātes šķidrums, ko ir viegli transportēt un uzglabāt apkārtējās vides temperatūrā. To var izmantot arī kā augstas pievienotās vērtības ķīmisku prekursoru, ūdeņraža uzglabāšanas nesēju un iespējamu fosilā kurināmā aizstājēju nākotnē.”
Hanna un VCU pētnieks fiziķis Dr. Turbasu Sengupta atklāja, ka saistītie metālu halkogēnīdu klasteri var darboties kā katalizatori CO2 termoķīmiskajā pārvēršanā skudrskābē. Viņu rezultāti ir aprakstīti rakstā ar nosaukumu “CO2 pārvēršana skudrskābē, regulējot kvantu stāvokļus metālu halkogēnīdu klasteros”, kas publicēts žurnālā Communications Chemistry of Nature Portfolio.
"Mēs esam parādījuši, ka ar pareizu ligandu kombināciju var ievērojami samazināt reakcijas barjeru CO2 pārvēršanai skudrskābē, ievērojami paātrinot skudrskābes ražošanu," sacīja Hanna. "Tāpēc mēs teiktu, ka šie apgalvotie katalizatori varētu padarīt skudrskābes sintēzi vieglāku vai realizējamāku. Lielāku klasteru izmantošana ar vairāk ligandu saistīšanās vietām vai pievienojot efektīvākus donoru ligandus atbilst mūsu turpmākajiem uzlabojumiem skudrskābes pārveidošanā, ko var panākt, salīdzinot ar to, kas parādīts skaitļošanas simulācijās."
Pētījums balstās uz Hannas iepriekšējo darbu, kas parāda, ka pareiza liganda izvēle var pārvērst klasteru par superdonoru, kas ziedo elektronus, vai par akceptoru, kas pieņem elektronus.
"Tagad mēs parādām, ka šim pašam efektam ir liels potenciāls katalīzē, kuras pamatā ir metālu halkohenīdu klasteri," saka Hanna. "Spēja sintezēt stabilus saistītus klasterus un kontrolēt to spēju ziedot vai pieņemt elektronus paver jaunu katalīzes jomu, jo lielākā daļa katalītisko reakciju ir atkarīgas no katalizatoriem, kas ziedo vai pieņem elektronus."
Viens no pirmajiem eksperimentālajiem zinātniekiem šajā jomā, Dr. Ksavjērs Rojs, Kolumbijas Universitātes ķīmijas asociētais profesors, 7. aprīlī apmeklēs VCU Fizikas katedras pavasara simpozija ietvaros.
“Mēs sadarbosimies ar viņu, lai noskaidrotu, kā, izmantojot viņa eksperimentālo laboratoriju, varam izstrādāt un ieviest līdzīgu katalizatoru,” sacīja Hanna. “Mēs jau esam cieši sadarbojušies ar viņa grupu, kur viņi sintezēja jauna veida magnētisko materiālu. Šoreiz viņš būs katalizators.”
Abonējiet VCU jaunumus vietnē newsletter.vcu.edu un saņemiet savā iesūtnē atlasītus stāstus, videoklipus, fotoattēlus, jaunumu klipus un pasākumu sarakstus.
CoStar Group paziņo par 18 miljonu dolāru piešķiršanu VCU CoStar mākslas un inovāciju centra būvniecībai