Newswise – ئىقتىسادنى يېقىلغۇ قىلىش ئۈچۈن كاربون ئاساسلىق يېقىلغۇغا بولغان ئېھتىياجنىڭ ئېشىشى ھاۋادىكى كاربون تۆت ئوكسىد (CO2) مىقدارىنى داۋاملىق ئاشۇرۇۋاتىدۇ. CO2 قويۇپ بېرىشنى ئازايتىش ئۈچۈن تىرىشچانلىق كۆرسىتىلىۋاتقان بولسىمۇ، بۇ ئاتموسفېرادىكى گازنىڭ زىيانلىق تەسىرىنى پەسەيتەلمەيدۇ. شۇڭا تەتقىقاتچىلار ئاتموسفېرادىكى CO2 نى فورمىك كىسلاتا (HCOOH) ۋە مېتانول قاتارلىق قىممەتلىك ماددىلارغا ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق ئىشلىتىشنىڭ ئىجادىي ئۇسۇللىرىنى ئوتتۇرىغا قويدى. كۆرۈنگەن نۇرنى كاتالىزاتور قىلىپ فوتوكاتالىزاتور ئىشلىتىپ CO2 نى فوتورېدۇكسىيە قىلىش بۇ خىل ئۆزگەرتىشلەرنىڭ ئالقىشقا ئېرىشكەن ئۇسۇلى.
2023-يىلى 8-مايدىكى «Angewandte Chemie» ژۇرنىلىنىڭ خەلقئارالىق نەشرىدە ئاشكارىلانغان ئەڭ يېڭى بۆسۈشتە، پروفېسسور كازۇھىكو مائېدا ۋە ئۇنىڭ توكيو تېخنىكا ئىنستىتۇتىدىكى تەتقىقات گۇرۇپپىسى زور ئىلگىرىلەشلەرنى قولغا كەلتۈردى. ئۇلار CO2 نىڭ تاللاپ فوتوقايلىنىشىنى ئىلگىرى سۈرىدىغان تۆمۈر (Sn) مېتال-ئورگانىك رامكىسىنى (MOF) مۇۋەپپەقىيەتلىك تەرەققىي قىلدۇردى. يېقىندا تونۇشتۇرۇلغان MOF نىڭ ئىسمى KGF-10 بولۇپ، ئۇنىڭ خىمىيىلىك فورمۇلاسى [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: تىرىتىئوسىيانۇر كىسلاتاسى، MeOH: مېتانول). كۆرۈنگەن نۇردىن پايدىلىنىپ، KGF-10 CO2 نى ئۈنۈملۈك ھالدا فورمىك كىسلاتاغا (HCOOH) ئايلاندۇرىدۇ. پروفېسسور مائېدا مۇنداق دېدى: «بۈگۈنگىچە، ئاز ئۇچرايدىغان ۋە ئېسىل مېتاللارغا ئاساسلانغان CO2 نى قايتۇرۇش ئۈچۈن نۇرغۇن يۇقىرى ئۈنۈملۈك فوتوكاتالىزاتورلار ئىجاد قىلىندى. قانداقلا بولمىسۇن، نۇرنى سۈمۈرۈش ۋە كاتالىزاتورلۇق فۇنكسىيەلەرنى نۇرغۇن مېتاللاردىن تەركىب تاپقان يەككە مولېكۇلا بىرلىكىگە بىرلەشتۈرۈش يەنىلا بىر قىيىنچىلىق بولۇپ قالدى». شۇڭا، Sn بۇ ئىككى توسالغۇنى يېڭىش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى كاندىدات ئىكەنلىكىنى ئىسپاتلىدى».
مېتاللار ۋە ئورگانىك ماتېرىياللارنىڭ ئەۋزەللىكلىرىنى بىرلەشتۈرگەن MOFلار، نادر يەر مېتاللىرىغا ئاساسلانغان ئەنئەنىۋى فوتوكاتالىزاتورلارنىڭ يېشىلراق ئورنىنى ئالىدىغان ئۇسۇل سۈپىتىدە تەتقىق قىلىنماقتا. فوتوكاتالىزاتور جەريانلىرىدا كاتالىزاتور ۋە نۇرنى سۈمۈرگۈچ رولىنى ئوينايدىغان Sn، MOF ئاساسلىق فوتوكاتالىزاتورلار ئۈچۈن پايدىلىق تاللاش بولۇشى مۇمكىن. زىركونىي، تۆمۈر ۋە قوغۇشۇندىن تەركىب تاپقان MOFلار كەڭ كۆلەمدە تەتقىق قىلىنغان بولسىمۇ، Sn ئاساسلىق MOFلارنى چۈشىنىش يەنىلا چەكلىك. Sn ئاساسلىق MOFلارنىڭ فوتوكاتالىزاتور ساھەسىدە قوللىنىش ئىمكانىيەتلىرى ۋە مۇمكىن بولغان قوللىنىشچانلىقىنى تولۇق تەكشۈرۈش ئۈچۈن تېخىمۇ كۆپ تەتقىقات ۋە تەتقىقاتلارغا ئېھتىياج بار.
تەتقىقاتچىلار قالاي ئاساسلىق MOF KGF-10 نى سىنتېز قىلىش ئۈچۈن H3ttc (ترىتيوسىيانۇر كىسلاتاسى)، MeOH (مېتانول) ۋە قالاي خىلورىدنى باشلانغۇچ تەركىب سۈپىتىدە ئىشلەتكەن. ئۇلار ئېلېكترون بەرگۈچى ۋە ھىدروگېن مەنبەسى سۈپىتىدە 1،3-دىمېتىل-2-فېنىل-2،3-دىھىدرو-1H-بېنزو[d]ئىمىدازولنى تاللىغان. سىنتېزدىن كېيىن، ئېرىشكەن KGF-10 ھەر خىل ئانالىز ئۇسۇللىرىغا دۇچ كەلگەن. بۇ سىناقلار بۇ ماتېرىيالنىڭ ئوتتۇراھال CO2 ئادسوربسىيە ئىقتىدارىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى، 2.5 eV لىق بەلۋاغ بوشلۇقىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى ۋە كۆرۈنگەن دولقۇن ئۇزۇنلۇقى دائىرىسىدە ئۈنۈملۈك سۈمۈرۈلۈش ئىقتىدارىغا ئىگە ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى.
يېڭى ماتېرىيالنىڭ فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلىرىنى بىلگەن ئالىملار ئۇنى كۆرۈنگەن نۇر ئارقىلىق كاربون تۆت ئوكسىدنى قايتۇرۇشقا ئىشلەتكەن. تەتقىقاتچىلار KGF-10 نىڭ ھېچقانداق ياردەمچى فوتوسېنسىتلاشتۇرغۇچ ياكى كاتالىزاتورسىز %99 گىچە تاللاشچانلىق بىلەن CO2 نى شەكىللەندۈرۈش (HCOO-) غا ئايلاندۇرۇشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدىغانلىقىنى بايقىغان. بۇنىڭدىن باشقا، KGF-10 مىسلى كۆرۈلمىگەن دەرىجىدە يۇقىرى كۋانت ئۈنۈمىنى كۆرسەتتى - فوتون ئىشلىتىش ئۈنۈمىنىڭ بىر ئۆلچىمى - 400 نانومېتىردا %9.8 گە يەتتى. فوتوكاتالىز رېئاكسىيەسى جەريانىدا ئېلىپ بېرىلغان قۇرۇلما ئانالىزى KGF-10 نىڭ قايتۇرۇش جەريانىغا ياردەم بېرىش ئۈچۈن قۇرۇلما ئۆزگەرتىشىگە ئۇچرايدىغانلىقىنى كۆرسەتتى.
بۇ يېڭىلىق يارىتىش تەتقىقاتى يۇقىرى ئىقتىدارلىق قالاي ئاساسلىق KGF-10 فوتوكاتالىزاتورىنى تونۇشتۇرۇپ، CO2 نى كۆرۈنگەن نۇر ئارقىلىق شەكىللەندۈرۈش ئۈچۈن بىر تەرەپلىمە كاتالىزاتور سۈپىتىدە ئېسىل مېتاللارغا ئېھتىياجلىق ئەمەس. بۇ تەتقىقاتتا كۆرسىتىلگەن KGF-10 نىڭ ئالاھىدە خۇسۇسىيەتلىرى ئۇنىڭ قۇياش ئېنېرگىيەسىدىكى CO2 نى قايتۇرۇش قاتارلىق ھەر خىل قوللىنىشچان ساھەلەردە فوتوكاتالىزاتور سۈپىتىدە ئىشلىتىلىشىنى ئىنقىلابىيلاشتۇرالايدۇ. پروفېسسور مائېدا مۇنداق خۇلاسە چىقاردى: «بىزنىڭ نەتىجىلىرىمىز شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، MOF لار يەر شارىدا بايقالغان زەھەرلىك ئەمەس، ئەرزان ۋە مول مېتاللارنى ئىشلىتىپ، كۆپىنچە مولېكۇلا مېتال بىرىكمىلىرىنى ئىشلىتىپ، يۇقىرى دەرىجىلىك فوتوكاتالىزاتورلۇق ئىقتىدارلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئۈچۈن سۇپا بولالايدۇ. بۇ مېتاللارغا ئېرىشىش مۇمكىن ئەمەس». بۇ بايقاش فوتوكاتالىزاتور ساھەسىدە يېڭى ئىمكانىيەتلەرنى، يېڭى ئۇپۇقلارنى ئاچىدۇ ۋە يەر شارى بايلىقلىرىنى ئىمكانقەدەر ئۈنۈملۈك ئىشلىتىشنىڭ يولىنى ئاچىدۇ.
Newswise ژۇرنالىستلارغا ئەڭ يېڭى خەۋەرلەرنى كۆرۈش ئىمكانىيىتى بىلەن تەمىنلەيدۇ، ئۇنىۋېرسىتېتلار، ئورگانلار ۋە ژۇرنالىستلارغا ئەڭ يېڭى خەۋەرلەرنى ئۆز ئاڭلىغۇچىلىرىغا تارقىتىش ئۈچۈن سۇپا يارىتىپ بېرىدۇ.