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锌金属有机框架模拟碳酸酐酶将二氧化碳转化为方解石
Water, Air, & Soil Pollution ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-02-08 , DOI: 10.1007/s11270-024-06918-8
Penumaka Nagababu , Aditi Kulkarni , Sachin D. Chaudhari , Sadhana S. Rayalu

水溶液中的矿物碳酸化为解决与碳捕获、利用和储存相关的挑战提供了一条务实的途径,特别是在将全球气温上升限制在 1.5 °C 以内以减缓气候变化方面。设计去除大气中CO 2 的紧迫性推动了对直接转化为有价值产品的创新方法的探索,特别强调方解石作为二氧化碳封存的一种有前途的方法。本研究的重点是通过合成锌基金属有机框架来模拟碳酸酐酶的催化活性的仿生策略。以锌为中心金属与1,2,3-苯三甲酸配位合成的MOF具有显着的结构适应性、多样性和广泛的比表面积。通过 UV DRS、XRD、XPS、FTIR、SEM 和拉曼分析对合成材料进行表征,证实了其结构特征。与镍基 MOF (Ni-BTC-MOF) 的比较研究强调了锌在 CO 2矿化实验中相对于镍的优势。值得注意的是,与 Ni-BTC-MOF 相比,Zn-BTC-MOF 表现出优异的催化活性、可重复使用性、溶剂兼容性和热稳定性。 Zn-BTC-MOF 催化剂实现了 25 mg 的矿化产量,与天然碳酸酐酶(34.92 mg)和咪唑碳酸酐酶(21.55 mg)的报道结果相当。 Zn-BTC-MOF 催化剂表现出卓越的可重复使用性,可在广泛的 pH 值和温度范围内保持 CO 2矿化活性。这些发现强调了 Zn-BTC-MOF 作为二氧化碳矿化的有效仿生催化剂的潜力,在碳捕获和利用技术中具有广阔的应用前景。





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更新日期:2024-02-08
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