Научная группа из Японии в ходе многочисленных экспериментов нашла эффективный способ преобразования углекислого газа в так называемые металлоорганические каркасы – перспективные наноструктуры, которые могут использоваться в самых разных областях.
Углекислый газ и его перспективы использования
Ученые по всему миру занимаются активным поиском вариантов, как изъять лишний углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу в огромном количестве при сжигании топлива, из атмосферы.
Так вариант применения СО2 в достаточно ценных химических соединениях и материалах – это одно из наиболее перспективных направлений в области защиты окружающей среды.
Но по причине высокой инертности, а также повышенной стабильности газа, с ним очень сложно проводить какие-либо химические реакции для получения таким образом полезных продуктов. Все предыдущие попытки требовали огромного количества энергии и в итоге не окупаются.
Но японскими специалистами был разработан новый метод получения перспективных наноструктур – наночастиц, которые называют металлоорганическими каркасами (МОК).
Выбор именно этих структур был выполнен потому, что такие материалы обладают достаточно широким спектром применений, в том числе в качестве биосенсоров, а также катализаторов.
Также МОК имеют пористую структуру, и способны вмещать достаточно большой объем газа и по факту могут выступать в роли перспективных устройств для хранения водородного топлива.
Для того чтобы запустить реакцию преобразования, инженеры стали пропускать СО2 при температуре в 25 градусов по Цельсию и давлении в 0,1 Мпа через специальный раствор, в котором содержится молекула пиперазина.
Так наблюдая за проходящей реакцией, ученые зафиксировали появление белого микрокристаллического порошка МОК.
Проведенный анализ полученного и тщательно просушенного порошка, выполненный с помощью рентгеновской спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса, позволил ученым убедиться, что образовавшийся таким образом порошок действительно есть та наночастица, которую ученые и хотели получить.
При этом анализ МОК показал, что они обладают достаточно большой площадью поверхности и это невзирая на то, что они, по сути, на 30% выполнены из СО2 по массе.
Сейчас ученые прорабатывают способы получения МОК в промышленном масштабе непосредственно на предприятиях, например, таких как угольные электростанции.
Если все получится, то таким образом получится не только снизить выбросы СО2 в атмосферу, но также позволит получать полезный материал для других областей промышленности.
Уже проделанной работой ученые поделились на страницах журнала Journal of the American Chemical Society.
Если понравился материал, то оцените его и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!