Безметалловый органический каркас для электрокаталитического производства этилена из диоксида углерода

Важные новости

Не содержащий металлов органическая основа для электрокаталитического производства этилена из диоксида углерода» /></p>
<p> Кредит: <i>Angewandte Chemie International Edition</i> (2024). DOI: 10.1002/anie.202404738 </p>
<p>Использование парникового газа CO2 в качестве химического сырья позволит не только сократить выбросы, но и потребление ископаемого сырья. Новый безметалловый органический каркас может позволить электрокаталитически производить этилен, первичное химическое сырье, из CO2.</p>
<p>Как сообщила команда в журнале <i>Angewandte Chemie International Edition</i > решающую роль для катализатора играют атомы азота с определенной электронной конфигурацией.</p>
<p>Этилен (этен, C2H4) является важным исходным материалом для многих продуктов, включая полиэтилен и другие пластмассы. Этилен производится в промышленности путем высокоэнергетического крекинга и ректификации ископаемого сырья.</p>
<p>Электрохимическое преобразование CO2 в этилен могло бы стать многообещающим способом сокращения выбросов CO2 при одновременной экономии энергии и ископаемых ресурсов.</p >
<p>CO2 очень стабилен, что затрудняет его вступление в реакцию. В настоящее время с помощью электричества и катализаторов его можно преобразовать в химические вещества C1, такие как метанол и метан.</p>
<p>Дополнительная проблема при производстве этилена заключается в том, что между двумя атомами углерода должна образоваться связь. Раньше этого можно было достичь только с помощью медных катализаторов. Безметалловый электрокатализ был бы предпочтителен, поскольку металлы являются фактором стоимости и могут вызвать проблемы с окружающей средой.</p>
<p>Команда под руководством Чэнтао Гонга и Фу-Шэн Кэ из Уханьского университета, Китай, теперь разработала безметалловый электрокатализ. электрокатализатор для конверсии CO2 в этилен. В основе катализатора лежит азотсодержащий ковалентный органический каркас (КОФ).</p>
<p>COF — это новый класс пористых, кристаллических, чисто органических материалов с определенной топологией. В отличие от металлоорганических каркасов (MOF), им не требуются ионы металлов для удержания их вместе. Размер их пор и химические свойства можно регулировать в широком диапазоне путем выбора строительных блоков.</p>
<p>Новый COF содержит атомы азота со специальной электронной конфигурацией (sp3-гибридизация) в качестве каталитически активных центров. Эти центры азота sp3 связывают отдельные строительные блоки в каркас посредством аминной связи (две аминогруппы, связанные с одним атомом углерода).</p>
<p>В отличие от COF с классической иминной связью (–C=N–), аминальные COF предъявляют строгие требования к длине и углам связей между строительными блоками, что приводит к образованию каркасов посредством замыкания колец. </p>
<p>Исследователи нашли подходящую комбинацию, используя пиперазин (шестичленное кольцо, состоящее из четырех атомов углерода и двух атомов азота) и строительный блок, состоящий из трех ароматических шестичленных углеродных колец. Их новые COF при использовании в качестве электродов продемонстрировали высокую селективность и производительность (эффективность Фарадея до 19,1%) при производстве этилена.</p>
<p>Успех аминальных COF обусловлен высокой плотностью активного sp3- азотные центры, которые очень эффективно захватывают CO2 и переносят электроны. Это приводит к высокой концентрации возбужденных промежуточных продуктов, которые могут подвергаться связыванию C–</p>
<p>Напротив, различные COF, связанные с имином, которые содержат азот sp2 вместо sp3, были протестированы аналогичным образом и не произвели этилена. . Это доказывает важность правильной электронной конфигурации для электрохимического восстановления CO2 до этилена.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Ян Сяо и др., «Инженерия связей в ковалентной органике». Основы безметаллового электрокаталитического производства C2H4 из CO2, <i>Angewandte Chemie International Edition</i> (2024). DOI: 10.1002/anie.202404738 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Angewandte Chemie International Edition </p>
<p> Предоставлено Wiley </p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости