Este artigo foi revisado de acordo cos procedementos e políticas editoriais de Science X. Os editores destacaron as seguintes calidades, garantindo ao mesmo tempo a integridade do contido:
O cambio climático é un problema ambiental global. O principal contribuínte ao cambio climático é a queima excesiva de combustibles fósiles. Estes producen dióxido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadoiro que contribúe ao quecemento global. En vista disto, os gobernos de todo o mundo están a desenvolver políticas para limitar estas emisións de carbono. Non obstante, simplemente reducir as emisións de carbono pode non ser suficiente. As emisións de dióxido de carbono tamén deben controlarse. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Neste sentido, os científicos propoñen a conversión química do dióxido de carbono en compostos de valor engadido como o metanol e o ácido fórmico (HCOOH). Para producir este último, requírese unha fonte de ións hidruro (H-), que equivalen a un protón e dous electróns. Por exemplo, o par de redución-oxidación do dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD+/NADH) é un xerador e reservorio de hidruro (H-) nos sistemas biolóxicos.
Neste contexto, un equipo de investigadores dirixido polo profesor Hitoshi Tamiaki da Universidade de Ritsumeikan, no Xapón, desenvolveu un novo método químico empregando complexos NAD+/NADH de tipo rutenio para reducir o CO2 a HCOOH. Os resultados do seu estudo publicáronse na revista ChemSusChem o 13 de xaneiro de 2023.
O profesor Tamiaki explica a motivación da súa investigación. «Recentemente demostrouse que o complexo de rutenio co modelo NAD+, [Ru(bpy)2(pbn)](PF6)2, sofre unha redución fotoquímica de dous electróns. Isto deu lugar ao complexo de tipo NADH correspondente [Ru (bpy) )2 (pbnHH)](PF6)2 en presenza de trietanolamina en acetonitrilo (CH3CN) baixo luz visible», dixo.
"Ademais, ao borbullar CO2 nunha solución de [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ rexenerase [Ru(bpy)2(pbn)]2+ e produce ións formiato (HCOO-). Non obstante, a súa velocidade de produción é bastante baixa. Curto. Polo tanto, a conversión de H- en CO2 require un sistema catalítico mellorado."
Polo tanto, os investigadores investigaron varios reactivos e condicións de reacción que axudan a reducir as emisións de dióxido de carbono. Baseándose nestes experimentos, propuxeron a redución de dous electróns inducida pola luz do par redox [Ru(bpy)2(pbn)]2+/[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ en presenza de 1,3-. Dimetil-2-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[d]imidazol (BIH). Ademais, a auga (H2O) en CH3CN en lugar de trietanolamina mellorou aínda máis o rendemento.

Ademais, os investigadores tamén investigaron posibles mecanismos de reacción empregando técnicas como a resonancia magnética nuclear, a voltamperometría cíclica e a espectrofotometría UV-visible. Baseándose nisto, formularon a hipótese seguinte: en primeiro lugar, tras a fotoexcitación de [Ru(bpy)2(pbn)]2+, fórmase o radical libre [RuIII(bpy)2(pbn•-)]2+*, que sofre a seguinte redución: BIH Obtén [RuII(bpy)2(pbn•-)]2+ e BIH•+. Posteriormente, o H2O protona o complexo de rutenio para formar [Ru(bpy)2(pbnH•)]2+ e BI•. O produto resultante desproporciónase para formar [Ru(bpy)2(pbnHH)]2+ e volve a [Ru(bpy)2(pbn)]2+. O primeiro redúcese entón mediante BI• para xerar [Ru(bpy)(bpy•−)(pbnHH)]+. Este complexo é un catalizador activo que converte H- en CO2, producindo HCOO- e ácido fórmico.
Os investigadores demostraron que a reacción proposta ten un número de conversión elevado (o número de moles de dióxido de carbono convertidos por un mol de catalizador): 63.
Os investigadores están entusiasmados con estes descubrimentos e esperan desenvolver un novo método para converter enerxía (luz solar en enerxía química) para producir novos materiais renovables.
«O noso método tamén reducirá a cantidade total de dióxido de carbono na Terra e axudará a manter o ciclo do carbono. Polo tanto, pode reducir o quecemento global futuro», engadiu o profesor Tamiaki. «Ademais, as novas tecnoloxías de transporte de hidruros orgánicos proporcionaranos compostos moi valiosos».
Máis información: Yusuke Kinoshita et al., Transferencia de hidruros orgánicos inducida por luz a CO2** mediada por complexos de rutenio como modelos para parellas redox NAD+/NADH, ChemSusChem (2023). DOI: 10.1002/cssc.202300032

Se atopas algún erro tipográfico, inexactitude ou queres enviar unha solicitude para editar contido desta páxina, usa este formulario. Para preguntas xerais, usa o noso formulario de contacto. Para comentarios xerais, usa a sección de comentarios públicos a continuación (segue as instrucións).
Os teus comentarios son moi importantes para nós. Non obstante, debido ao gran volume de mensaxes, non podemos garantir unha resposta personalizada.
O teu enderezo de correo electrónico só se usa para indicarlles aos destinatarios quen enviou o correo electrónico. Nin o teu enderezo nin o enderezo do destinatario se usarán para ningún outro propósito. A información que introduzas aparecerá no teu correo electrónico e Phys.org non a almacenará de ningún xeito.
Recibe actualizacións semanais e/ou diarias na túa caixa de entrada. Podes cancelar a subscrición en calquera momento e nunca compartiremos os teus datos con terceiros.
Facemos que o noso contido sexa accesible para todos. Considera apoiar a misión de Science X cunha conta premium.

Se queres máis información, envíame un correo electrónico.
Correo electrónico:
info@pulisichem.cn
Teléfono:
+86-533-3149598