ਨਿਊਜ਼ਵਾਈਜ਼ - ਅਰਥਵਿਵਸਥਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਤ ਈਂਧਨਾਂ ਦੀ ਵਧਦੀ ਮੰਗ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (CO2) ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕਿ CO2 ਦੇ ਨਿਕਾਸ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਦੇ ਯਤਨ ਕੀਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਹਨ, ਇਹ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲਾਂ ਤੋਂ ਮੌਜੂਦ ਗੈਸ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨਦੇਹ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਘੱਟ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ CO2 ਨੂੰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ (HCOOH) ਅਤੇ ਮੀਥੇਨੌਲ ਵਰਗੇ ਕੀਮਤੀ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਕੇ ਵਰਤਣ ਦੇ ਰਚਨਾਤਮਕ ਤਰੀਕੇ ਲੱਭੇ ਹਨ। ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੇ ਹੋਏ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ CO2 ਦੀ ਫੋਟੋ ਘਟਾਉਣਾ ਅਜਿਹੇ ਪਰਿਵਰਤਨਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਤਰੀਕਾ ਹੈ।
8 ਮਈ, 2023 ਨੂੰ ਐਂਜੇਵੈਂਡੇ ਕੈਮੀ ਦੇ ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਐਡੀਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਗਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਨਵੀਨਤਮ ਸਫਲਤਾ ਵਿੱਚ, ਟੋਕੀਓ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਕਾਜ਼ੂਹੀਕੋ ਮਾਏਦਾ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤਰੱਕੀ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਟਿਨ (Sn) ਧਾਤੂ-ਜੈਵਿਕ ਢਾਂਚਾ (MOF) ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ CO2 ਦੇ ਚੋਣਵੇਂ ਫੋਟੋਰੀਡਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੇ ਗਏ MOF ਦਾ ਨਾਮ KGF-10 ਸੀ ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਰਸਾਇਣਕ ਫਾਰਮੂਲਾ [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: ਟ੍ਰਾਈਥਿਓਸਾਈਨੁਰਿਕ ਐਸਿਡ, MeOH: ਮੀਥੇਨੌਲ) ਹੈ। ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, KGF-10 ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ CO2 ਨੂੰ ਫਾਰਮਿਕ ਐਸਿਡ (HCOOH) ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਮਾਏਦਾ ਨੇ ਸਮਝਾਇਆ, "ਅੱਜ ਤੱਕ, ਦੁਰਲੱਭ ਅਤੇ ਉੱਤਮ ਧਾਤਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ CO2 ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਬਹੁਤ ਕੁਸ਼ਲ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਵੱਡੀ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਧਾਤਾਂ ਤੋਂ ਬਣੀ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਅਣੂ ਇਕਾਈ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੋਖਣ ਵਾਲੇ ਅਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਕਾਰਜਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜਨਾ ਇੱਕ ਚੁਣੌਤੀ ਬਣਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ।" ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, Sn ਇਹਨਾਂ ਦੋ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਉਮੀਦਵਾਰ ਸਾਬਤ ਹੋਇਆ।"
MOFs, ਜੋ ਕਿ ਧਾਤਾਂ ਅਤੇ ਜੈਵਿਕ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜਦੇ ਹਨ, ਨੂੰ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਧਾਤਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਰਵਾਇਤੀ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟਾਂ ਦੇ ਇੱਕ ਹਰੇ ਭਰੇ ਵਿਕਲਪ ਵਜੋਂ ਖੋਜਿਆ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। Sn, ਜੋ ਕਿ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੋਖਕ ਵਜੋਂ ਆਪਣੀ ਦੋਹਰੀ ਭੂਮਿਕਾ ਲਈ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਸੰਭਾਵੀ ਤੌਰ 'ਤੇ MOF-ਅਧਾਰਤ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਵਿਹਾਰਕ ਵਿਕਲਪ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਜ਼ੀਰਕੋਨੀਅਮ, ਲੋਹਾ ਅਤੇ ਲੀਡ ਨਾਲ ਬਣੇ MOFs ਦਾ ਵਿਆਪਕ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, Sn-ਅਧਾਰਤ MOFs ਦੀ ਸਮਝ ਅਜੇ ਵੀ ਸੀਮਤ ਹੈ। ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਾਈਸਿਸ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ Sn-ਅਧਾਰਤ MOFs ਦੀਆਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਅਤੇ ਸੰਭਾਵੀ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪੜਚੋਲ ਕਰਨ ਲਈ ਹੋਰ ਅਧਿਐਨਾਂ ਅਤੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।
ਟਿਨ-ਅਧਾਰਿਤ MOF KGF-10 ਨੂੰ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ H3ttc (ਟ੍ਰਾਈਥੀਓਸਾਈਨੁਰਿਕ ਐਸਿਡ), MeOH (ਮੀਥੇਨੌਲ), ਅਤੇ ਟਿਨ ਕਲੋਰਾਈਡ ਨੂੰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ 1,3-ਡਾਈਮੇਥਾਈਲ-2-ਫੀਨਾਇਲ-2,3-ਡਾਈਹਾਈਡ੍ਰੋ-1H-ਬੈਂਜ਼ੋ[d]ਇਮੀਡਾਜ਼ੋਲ ਨੂੰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦਾਨੀ ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਸਰੋਤ ਵਜੋਂ ਚੁਣਿਆ। ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪ੍ਰਾਪਤ KGF-10 ਨੂੰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣਾਤਮਕ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਇਹਨਾਂ ਟੈਸਟਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ 2.5 eV ਦੇ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਅਤੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਸੀਮਾ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਸਮਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਮੱਧਮ CO2 ਸੋਸ਼ਣ ਸਮਰੱਥਾ ਹੈ।
ਨਵੀਂ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਗਿਆਨ ਨਾਲ ਲੈਸ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੁਆਰਾ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਦੀ ਕਮੀ ਨੂੰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ KGF-10 ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਸਹਾਇਕ ਫੋਟੋਸੈਂਸੀਟਾਈਜ਼ਰ ਜਾਂ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੇ 99% ਤੱਕ ਚੋਣਵੇਂਤਾ ਦੇ ਨਾਲ CO2 ਨੂੰ ਫਾਰਮੇਟ (HCOO-) ਰੂਪਾਂਤਰਣ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, KGF-10 ਨੇ ਇੱਕ ਬੇਮਿਸਾਲ ਉੱਚ ਸਪੱਸ਼ਟ ਕੁਆਂਟਮ ਉਪਜ - ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦਾ ਇੱਕ ਮਾਪ - 400 nm 'ਤੇ 9.8% ਦੇ ਮੁੱਲ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਣ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਢਾਂਚਾਗਤ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ KGF-10 ਘਟਾਉਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਸਹਾਇਤਾ ਲਈ ਇੱਕ ਢਾਂਚਾਗਤ ਸੋਧ ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦਾ ਹੈ।
ਇਹ ਕ੍ਰਾਂਤੀਕਾਰੀ ਖੋਜ ਇੱਕ ਉੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਟਿਨ-ਅਧਾਰਤ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟ KGF-10 ਪੇਸ਼ ਕਰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ CO2 ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੁਆਰਾ ਰੂਪ ਦੇਣ ਲਈ ਇੱਕ-ਪਾਸੜ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਵਜੋਂ ਉੱਤਮ ਧਾਤਾਂ ਦੀ ਕੋਈ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ KGF-10 ਦੀਆਂ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਸੂਰਜੀ CO2 ਘਟਾਉਣ ਸਮੇਤ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਟ ਵਜੋਂ ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਲਿਆ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਪ੍ਰੋ. ਮੇਦਾ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਦੇ ਹਨ: "ਸਾਡੇ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ MOF ਧਰਤੀ 'ਤੇ ਪਾਈਆਂ ਜਾਣ ਵਾਲੀਆਂ ਗੈਰ-ਜ਼ਹਿਰੀਲੀਆਂ, ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ, ਅਤੇ ਭਰਪੂਰ ਧਾਤਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੁਆਰਾ ਉੱਤਮ ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਟਿਕ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਅਕਸਰ ਅਣੂ ਧਾਤੂ ਕੰਪਲੈਕਸ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰਾਪਤ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ।" ਇਹ ਖੋਜ ਨਵੀਆਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਖੋਲ੍ਹਦੀ ਹੈ। ਫੋਟੋਕੈਟਾਲਿਸਿਸ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਦੂਰੀ ਅਤੇ ਧਰਤੀ ਦੇ ਸਰੋਤਾਂ ਦੀ ਟਿਕਾਊ ਅਤੇ ਕੁਸ਼ਲ ਵਰਤੋਂ ਲਈ ਰਾਹ ਪੱਧਰਾ ਕਰਦੀ ਹੈ।
ਨਿਊਜ਼ਵਾਈਜ਼ ਪੱਤਰਕਾਰਾਂ ਨੂੰ ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਨਿਊਜ਼ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀਆਂ, ਸੰਸਥਾਵਾਂ ਅਤੇ ਪੱਤਰਕਾਰਾਂ ਨੂੰ ਆਪਣੇ ਦਰਸ਼ਕਾਂ ਤੱਕ ਬ੍ਰੇਕਿੰਗ ਨਿਊਜ਼ ਵੰਡਣ ਲਈ ਇੱਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।