न्यूजवाइज - अर्थतन्त्रलाई इन्धन प्रदान गर्न कार्बन-आधारित इन्धनको बढ्दो मागले हावामा कार्बन डाइअक्साइड (CO2) को मात्रा बढाइरहेको छ। CO2 उत्सर्जन घटाउने प्रयास गरिए पनि, यसले वायुमण्डलमा पहिले नै रहेको ग्यासको हानिकारक प्रभावहरूलाई कम गर्दैन। त्यसैले अनुसन्धानकर्ताहरूले वायुमण्डलीय CO2 लाई फर्मिक एसिड (HCOOH) र मेथानोल जस्ता बहुमूल्य पदार्थहरूमा रूपान्तरण गरेर प्रयोग गर्ने रचनात्मक तरिकाहरू पत्ता लगाएका छन्। दृश्य प्रकाशलाई उत्प्रेरकको रूपमा प्रयोग गरेर फोटोक्याटालिस्टहरू प्रयोग गरेर CO2 को फोटोरिडक्सन यस्तो रूपान्तरणको लागि एक लोकप्रिय विधि हो।
मे ८, २०२३ मा प्रकाशित एन्जेवान्ड्टे केमीको अन्तर्राष्ट्रिय संस्करणमा खुलासा गरिएको पछिल्लो सफलतामा, टोकियो इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका प्रोफेसर काजुहिको माएदा र उनको अनुसन्धान टोलीले उल्लेखनीय प्रगति गरेका छन्। उनीहरूले टिन (Sn) धातु-जैविक ढाँचा (MOF) सफलतापूर्वक विकास गरेका छन् जसले CO2 को चयनात्मक फोटोरिडक्सनलाई बढावा दिन्छ। हालै प्रस्तुत गरिएको MOF लाई KGF-10 नाम दिइएको थियो र यसको रासायनिक सूत्र [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: ट्राइथियोस्यान्युरिक एसिड, MeOH: मेथानोल) हो। दृश्य प्रकाश प्रयोग गरेर, KGF-10 ले CO2 लाई फर्मिक एसिड (HCOOH) मा प्रभावकारी रूपमा रूपान्तरण गर्दछ। प्रोफेसर माएदाले व्याख्या गरे, "आजसम्म, दुर्लभ र नोबल धातुहरूमा आधारित CO2 घटाउनका लागि धेरै उच्च कुशल फोटोक्याटलिस्टहरू विकास गरिएका छन्। यद्यपि, ठूलो संख्यामा धातुहरू मिलेर बनेको एकल आणविक एकाइमा प्रकाश-अवशोषक र उत्प्रेरक कार्यहरूलाई एकीकृत गर्नु चुनौती नै रहेको छ।" यसरी, Sn यी दुई अवरोधहरू पार गर्न एक आदर्श उम्मेदवार साबित भए।"
धातु र जैविक पदार्थका फाइदाहरूलाई संयोजन गर्ने MOF हरूलाई दुर्लभ पृथ्वी धातुहरूमा आधारित परम्परागत फोटोकैटलिस्टहरूको हरियो विकल्पको रूपमा अन्वेषण गरिँदैछ। फोटोकैटलिस्ट प्रक्रियाहरूमा उत्प्रेरक र प्रकाश अवशोषकको रूपमा यसको दोहोरो भूमिकाको लागि परिचित Sn, MOF-आधारित फोटोकैटलिस्टहरूको लागि सम्भावित रूपमा एक व्यवहार्य विकल्प हुन सक्छ। जिरकोनियम, फलाम र सिसा मिलेर बनेको MOF हरूको व्यापक रूपमा अध्ययन गरिएको भए तापनि, Sn-आधारित MOF हरूको बुझाइ अझै सीमित छ। फोटोकैटालिसिसको क्षेत्रमा Sn-आधारित MOF हरूको सम्भावना र सम्भावित अनुप्रयोगहरूको पूर्ण रूपमा अन्वेषण गर्न थप अध्ययन र अध्ययनहरू आवश्यक छ।
टिन-आधारित MOF KGF-10 लाई संश्लेषण गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले H3ttc (trithiocyanuric acid), MeOH (methanol), र टिन क्लोराइडलाई सुरुवाती घटकको रूपमा प्रयोग गरे। तिनीहरूले इलेक्ट्रोन दाता र हाइड्रोजन स्रोतको रूपमा 1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazole रोजे। संश्लेषण पछि, प्राप्त KGF-10 लाई विभिन्न विश्लेषणात्मक विधिहरूको अधीनमा राखिएको थियो। यी परीक्षणहरूले देखाए कि सामग्रीमा 2.5 eV को ब्यान्ड ग्याप र दृश्य तरंगदैर्ध्य दायरामा प्रभावकारी अवशोषणको साथ मध्यम CO2 सोखन क्षमता छ।
नयाँ सामग्रीको भौतिक र रासायनिक गुणहरूको ज्ञानले सुसज्जित, वैज्ञानिकहरूले यसलाई दृश्य प्रकाशद्वारा कार्बन डाइअक्साइडको कमीलाई उत्प्रेरित गर्न प्रयोग गरे। उल्लेखनीय रूपमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले पत्ता लगाए कि KGF-10 ले कुनै पनि सहायक फोटोसेन्सिटाइजर वा उत्प्रेरक बिना 99% सम्म चयनात्मकतासँग CO2 लाई ढाँचा (HCOO-) रूपान्तरण गर्न प्राप्त गर्दछ। थप रूपमा, KGF-10 ले अभूतपूर्व रूपमा उच्च स्पष्ट क्वान्टम उपज प्रदर्शन गर्‍यो - फोटोनहरू प्रयोग गर्ने दक्षताको मापन - 400 nm मा 9.8% को मानमा पुग्यो। उल्लेखनीय रूपमा, फोटोक्याटालिटिक प्रतिक्रियाको समयमा गरिएको संरचनात्मक विश्लेषणले KGF-10 ले घटाउने प्रक्रियामा सहयोग गर्न संरचनात्मक परिमार्जनबाट गुज्रिरहेको देखाएको छ।
यो अभूतपूर्व अनुसन्धानले उच्च प्रदर्शन टिन-आधारित फोटोक्याटलिस्ट KGF-10 प्रस्तुत गर्दछ जसमा दृश्य प्रकाशद्वारा CO2 घटाउनको लागि एकतर्फी उत्प्रेरकको रूपमा नोबल धातुहरूको आवश्यकता पर्दैन। यस अध्ययनमा देखाइएको KGF-10 को उल्लेखनीय गुणहरूले सौर्य CO2 घटाउने सहित विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा फोटोक्याटलिस्टको रूपमा यसको प्रयोगमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउन सक्छ। प्रोफेसर माएडा निष्कर्षमा पुग्छन्: "हाम्रा नतिजाहरूले संकेत गर्दछ कि MOF ले पृथ्वीमा पाइने गैर-विषाक्त, लागत-प्रभावी र प्रचुर मात्रामा धातुहरू प्रयोग गरेर उत्कृष्ट फोटोक्याटलिटिक क्षमताहरूको विकासको लागि प्लेटफर्मको रूपमा काम गर्न सक्छ, जुन प्रायः आणविक धातु जटिलहरू हुन्। अप्राप्य।" ​​यो खोजले नयाँ सम्भावनाहरू खोल्छ। फोटोक्याटालिसिसको क्षेत्रमा नयाँ क्षितिजहरू र पृथ्वीको स्रोतहरूको दिगो र कुशल प्रयोगको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ।
न्यूजवाइजले पत्रकारहरूलाई ब्रेकिङ न्यूजमा पहुँच प्रदान गर्दछ र विश्वविद्यालय, संस्था र पत्रकारहरूलाई आफ्ना दर्शकहरूलाई ब्रेकिङ न्यूज वितरण गर्न प्लेटफर्म प्रदान गर्दछ।