เราใช้คุกกี้เพื่อปรับปรุงประสบการณ์การใช้งานของคุณ การเรียกดูเว็บไซต์นี้ต่อไปแสดงว่าคุณยอมรับการใช้คุกกี้ของเรา ข้อมูลเพิ่มเติม
ความต้องการเชื้อเพลิงที่มีคาร์บอนสูงอย่างต่อเนื่องของเศรษฐกิจ ส่งผลให้ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในชั้นบรรยากาศเพิ่มสูงขึ้น แม้ว่าจะมีการพยายามลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะย้อนกลับผลกระทบที่เป็นอันตรายของก๊าซที่อยู่ในชั้นบรรยากาศแล้ว
ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงได้พัฒนาวิธีการสร้างสรรค์เพื่อใช้ประโยชน์จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศอยู่แล้ว โดยการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นโมเลกุลที่มีประโยชน์ เช่น กรดฟอร์มิก (HCOOH) และเมทานอล การลดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยปฏิกิริยาโฟโตคะตาไลติกโดยใช้แสงที่มองเห็นได้เป็นวิธีการทั่วไปสำหรับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว
ทีมนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีโตเกียว นำโดยศาสตราจารย์คาซึฮิโกะ มาเอดะ ได้ประสบความสำเร็จครั้งสำคัญและได้บันทึกผลการวิจัยไว้ในวารสารระดับนานาชาติ “Angewandte Chemie” ฉบับวันที่ 8 พฤษภาคม 2023
พวกเขาสร้างโครงสร้างโลหะอินทรีย์ (MOF) ที่มีดีบุกเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งช่วยให้สามารถลดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยแสงได้อย่างเลือกสรร นักวิจัยได้สร้าง MOF ที่มีดีบุก (Sn) เป็นองค์ประกอบหลักชนิดใหม่ โดยมีสูตรทางเคมีคือ [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: กรดไตรไทโอไซยานูริก และ MeOH: เมทานอล)
ตัวเร่งปฏิกิริยาโฟโตเคมี CO2 ที่ใช้แสงที่มองเห็นได้ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงส่วนใหญ่ใช้โลหะมีค่าหายากเป็นส่วนประกอบหลัก ยิ่งไปกว่านั้น การรวมฟังก์ชันการดูดซับแสงและฟังก์ชันเร่งปฏิกิริยาเข้าไว้ในหน่วยโมเลกุลเดียวที่ประกอบด้วยโลหะจำนวนมากยังคงเป็นความท้าทายที่ยาวนาน ดังนั้น ดีบุก (Sn) จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเพราะสามารถแก้ปัญหาทั้งสองอย่างได้
MOF เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับโลหะและวัสดุอินทรีย์ และกำลังมีการศึกษา MOF ในฐานะทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงจากธาตุหายากแบบดั้งเดิม
ดีบุก (Sn) เป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงแบบ MOF เนื่องจากสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวดักจับในระหว่างกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง แม้ว่า MOF ที่มีตะกั่ว เหล็ก และเซอร์โคเนียมเป็นองค์ประกอบจะได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางแล้ว แต่ความรู้เกี่ยวกับ MOF ที่มีดีบุกเป็นองค์ประกอบยังมีน้อยมาก
H3ttc, MeOH และดีบุกคลอไรด์ถูกใช้เป็นสารตั้งต้นในการเตรียม MOF KGF-10 ที่มีดีบุกเป็นองค์ประกอบหลัก และนักวิจัยได้ตัดสินใจใช้ 1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazole เป็นตัวให้电子และแหล่งกำเนิดไฮโดรเจน
จากนั้นจึงนำ KGF-10 ที่ได้ไปผ่านกระบวนการวิเคราะห์ต่างๆ และพบว่าวัสดุนี้มีช่องว่างพลังงาน 2.5 อิเล็กตรอนโวลต์ ดูดซับคลื่นแสงที่มองเห็นได้ และมีความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับปานกลาง
เมื่อนักวิทยาศาสตร์เข้าใจคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของวัสดุใหม่นี้แล้ว พวกเขาจึงนำไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการลดคาร์บอนไดออกไซด์ในที่ที่มีแสงที่มองเห็นได้ พวกเขาพบว่า KGF-10 สามารถเปลี่ยน CO2 ให้เป็นฟอร์เมต (HCOO–) ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเลือกได้ โดยมีประสิทธิภาพสูงถึง 99% โดยไม่จำเป็นต้องใช้สารไวแสงหรือตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มเติม
นอกจากนี้ ยังมีค่าผลผลิตควอนตัมที่ปรากฏสูงเป็นประวัติการณ์ (อัตราส่วนของจำนวนอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาต่อจำนวนโฟตอนตกกระทบทั้งหมด) ที่ 9.8% ที่ความยาวคลื่น 400 นาโนเมตร ยิ่งไปกว่านั้น การวิเคราะห์โครงสร้างที่ดำเนินการตลอดปฏิกิริยาแสดงให้เห็นว่า KGF-10 มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ส่งเสริมการลดปฏิกิริยาด้วยแสง
งานวิจัยนี้เป็นการนำเสนอตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงชนิดดีบุกที่มีประสิทธิภาพสูงและประกอบด้วยส่วนประกอบเดียว ปราศจากโลหะมีค่า เป็นครั้งแรก เพื่อเร่งการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นฟอร์เมต คุณสมบัติที่โดดเด่นของ KGF-10 ที่ทีมวิจัยค้นพบนี้ เปิดโอกาสใหม่สำหรับการใช้งานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงในกระบวนการต่างๆ เช่น การลดการปล่อยก๊าซ CO2 โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์
ศาสตราจารย์มาเอดะสรุปว่า “ผลการวิจัยของเราบ่งชี้ว่า MOF สามารถใช้เป็นแพลตฟอร์มสำหรับการใช้โลหะที่ไม่เป็นพิษ ราคาถูก และมีอยู่มากมายในธรรมชาติ เพื่อสร้างฟังก์ชันการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงที่เหนือกว่า ซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่สามารถทำได้โดยใช้สารประกอบโลหะระดับโมเลกุล”
Kamakura Y และคณะ (2023) โครงสร้างโลหะอินทรีย์ที่มีดีบุก(II) เป็นองค์ประกอบหลัก ช่วยให้การลดคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพและเลือกได้ภายใต้แสงที่มองเห็นได้ วารสารเคมีประยุกต์ ฉบับนานาชาติ doi:10.1002/ani.202305923
ในการสัมภาษณ์ครั้งนี้ ดร. สจวร์ต ไรท์ นักวิทยาศาสตร์อาวุโสจาก Gatan/EDAX ได้พูดคุยกับ AZoMaterials เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนแบบย้อนกลับ (EBSD) ในด้านวัสดุศาสตร์และโลหะวิทยาในหลากหลายด้าน
ในการสัมภาษณ์ครั้งนี้ AZoM พูดคุยกับ Ger Loop ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ของ Avantes เกี่ยวกับประสบการณ์อันน่าประทับใจกว่า 30 ปีของ Avantes ในด้านสเปกโทรสโกปี พันธกิจของบริษัท และอนาคตของกลุ่มผลิตภัณฑ์
ในการสัมภาษณ์ครั้งนี้ AZoM พูดคุยกับ Andrew Storey จาก LECO เกี่ยวกับสเปกโทรสโกปีแบบปล่อยประจุเรืองแสงและคุณสมบัติต่างๆ ของ LECO GDS950
กล้องเรืองแสงประสิทธิภาพสูง ClearView® ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน (TEM) ที่ใช้งานทั่วไป
เครื่องบดกราม XRF Scientific Orbis Laboratory เป็นเครื่องบดละเอียดแบบสองจังหวะที่สามารถลดขนาดตัวอย่างได้มากถึง 55 เท่าของขนาดเดิม
เรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องกดหัววัดระดับนาโน Hysitron PI 89 SEM ของ Bruer ซึ่งเป็นเครื่องกดหัววัดระดับนาโนที่ทันสมัยที่สุดสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณระดับนาโนในสถานที่จริง
ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกกำลังเข้าสู่ช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้น ความต้องการเทคโนโลยีชิปเป็นทั้งแรงผลักดันและอุปสรรคต่ออุตสาหกรรม และคาดว่าภาวะขาดแคลนชิปในปัจจุบันจะยังคงดำเนินต่อไปอีกระยะหนึ่ง แนวโน้มในปัจจุบันอาจกำหนดอนาคตของอุตสาหกรรม และแนวโน้มนี้จะยังคงดำเนินต่อไป
ความแตกต่างหลักระหว่างแบตเตอรี่กราฟีนและแบตเตอรี่โซลิดสเตทอยู่ที่องค์ประกอบของอิเล็กโทรดแต่ละขั้ว แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วแคโทดจะถูกดัดแปลง แต่ไอโซโทปของคาร์บอนก็สามารถนำมาใช้ทำแอโนดได้เช่นกัน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) ได้ถูกนำมาใช้ในเกือบทุกอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็ว แต่มีความสำคัญเป็นพิเศษในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า