Химики придумали, как из углекислого газа сделать перспективный наноматериал
Ученые уже давно ищут способы удаления углекислого газа из атмосферы. Новый метод заключается в получении из них перспективных наноструктур
Использование CO2, выделяющегося при сжигании ископаемого топлива, и превращение этого вещества в ценные химические соединения и материалы — многообещающий подход к защите окружающей среды. Но из-за того, что этот газ очень инертен и стабилен, с ним очень трудно проводить химические реакции для получения полезных продуктов. Обычно такие процессы требуют большого количества энергии и не окупаются в долгосрочной перспективе.
Японские ученые разработали способ превращения этого парникового газа в полезный продукт — наночастицы, называемые металлоорганическими каркасами (МОК). Такой выбор ученые сделали потому, что эти материалы имеют широкий спектр применений, в том числе в качестве биосенсоров и катализаторов. Кроме того, поскольку МОК являются пористыми и могут вмещать большое количество газа, они являются перспективными устройствами для хранения водородного топлива.
Чтобы запустить реакцию превращения, исследователи пропускали CO2 при температуре 25°C и давлении 0,1 МПа через раствор с органической молекулой пиперазином. Ученые быстро заметили появление белого микрокристаллического порошка МОК, который можно было собрать и высушить. Анализ его структуры с использованием рентгеновской спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса подтвердил, что появившийся осадок действительно является той наночастицей, которую ученые планировали создать.
МОК имели высокую площадь поверхности, несмотря на то, что они были изготовлены из более чем 30% CO2 по массе. Это свойство делает их отличными функциональными материалами для множества применений. Теперь исследователи планируют выяснить, как они могли бы использовать реакцию превращения CO2 в МОК на промышленных объектах, таких как угольные электростанции.
Статья опубликована в Journal of the American Chemical Society.