炭素窒素分子Ni触媒システムによる選択的アルコール酸化と結合した水性陽子の太陽誘導還元
Hatice Kasap1, Christine A Caputo1, Benjamin C M Martindale1
1Christian Doppler Laboratory for Sustainable SynGas Chemistry, Department of Chemistry, University of Cambridge , Lensfield Road, Cambridge CB2 1EW, U.K.
この研究は,水と有機基質から水素燃料と有価なアルデヒドを生産するための新しい太陽光駆動システムを示しています. 高価金属のない光触媒は 効率的で持続可能な化学生産を提供します
科学分野:
- 光触媒
- 再生可能エネルギー
- 緑の化学
背景:
- 太陽光による水分分離は 水素燃料の生産に不可欠ですが しばしば非効率です
- 水の酸化は酸素を生成し,これは望ましくない.
- 価値ある製品の合成と水素生成を結びつける代替方法が必要である.
研究 の 目的:
- H2の生成と有機基質の酸化を同時に行うための新しい光触媒システムを開発する.
- シアナミド機能化炭酸塩 ((NCN) CNx) とニッケル触媒 (NiP) を利用する.
- 温和な環境下での付加価値の高い生産性を達成する.
主な方法:
- (NCN) CNxとNiP触媒をベンジルアルコール基板で水溶液に照射する.
- ガスと液体クロマトグラフィを用いたH2とアルデヒド生成の分析
- 光触媒の電子特性の特徴は,一時的吸収スペクトロスコーピーを用いたものである.
主要な成果:
- (NCN) CNx-NiPシステムは1:1ステキオメトリーで効率的にH2とアルデヒドを生成した.
- 763 μmol (g CNx) ((-1) h ((-1) H2/アルデヒド生成,76 h ((-1) Niベースの周回頻度,および15%の外部量子効率が観察されました.
- このシステムは24時間以上の安定性を示し,プラチナベースのアナログを上回った.
結論:
- 開発された人工光合成システムは 持続可能で効率的な方法で 太陽光燃料と有価な化学物質の両方を生産します
- 光活性は (NCN) CNxによる効率的な基板酸化に起因し,長寿命の閉じ込められた電子につながります.
- この貴金属のない無毒なシステムは 100%の原子経済性を発揮し 2つの付加価値製品を生み出します
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