Karbono-nitrurozko fotokatalizataile nanometrikoak nahierako propietateekin

2020 > Karbono-nitrurozko fotokatalizataile nanometrikoak nahierako propietateekin

Ikerbasque irakasle eta AXA Chair den Maurizio Prato buru duen CIC biomaGUNEko ikerketa bat argitaratu du Science Advances aldizkariak

Ikerketan zehaztu dute ikusi dute sintesi osteko egitura-aldaketa sinpleek neurri handi batean eragin dezaketela karbono nitruroen jarduera fotokatalitikoan

Erabilera orokorreko produktu kimikoak lortzeko sintesi-eskema jasangarri berriak erabiltzera pasatzeko gero eta behar handiagoa du industriak. Testuinguru horretan, funtsezkoa da erraz eskura daitezkeen eta metalik ez duten katalizatzaileak erabiltzen dituzten fotokatalisi heterogeneoko prozesuak lortzea.

Karbono nitruroa karbonoz eta nitrogenoz osatutako nanomaterial bat da, argi ikusgaia xurgatzeko eta fotoietan gordetako energia erabiltzeko gai dena industrian interesa duten erreakzio kimikoak katalizatzeko. Karbono nitruroa aitzindari merke eta oso eskuragarrietatik erraz eta eskala handian ekoitz daitekeen fotokatalizatzaile bat da. Material heterogeneo egonkor eta sendoa da, eta erraz birzikla daiteke. Gainera, metal garestiak erabiltzen dituzten eta toxikoak izan daitezkeen katalizatzaileen ordezkoa izan daiteke.

CIC biomaGUNEko Karbonoaren Bionanoteknologia laborategian egindako ikerketa batean, zeina Science Advances aldizkarian argitaratu baitute, zehaztu dute nola sintesi osteko egitura-aldaketa sinpleek neurri handi batean eragin dezaketen karbono nitruroen jarduera fotokatalitikoan. “Material honen propietate kimiko-fisikoak perfekzionatzeak egitura-ezaugarri berriak eman diezazkioke karbono nitruroari, eta, beraz, haren jarduera fotokatalitikoa eralda daiteke”, azaldu Ikerbasque irakasle eta AXA Chair den Maurizio Pratok. Ikerketa honetan, berrikuntza gisa, “ebaluatu dugu nola lortzen diren material erresultanteetan aktibitate fotokatalitiko desberdin eta espezifikoak sintesi osteko eraldaketen ondorioz, erreakzio organikoko eredu batekin lotuta”.

Zehazki, erabilitako nanomaterialen eta erreaktiboen gainazalen arteko interakzioarekin lotutako ikerketa mekanizistiko berritzaileak egin dituzte. Interakzio hori sintesi osteko eraldaketaren araberakoa da, eta, ondorioz, katalitikoki eraginkorrena den karbono nitruroa hautatu ahal izango litzateke. Gainera, “materialaren gainazalean gertatzen diren fenomeno kimikoen inguruko arrazionalizazioa funtsezko parametroa izan da, sistema katalitiko eta eraginkorragoak diseinatzeko”, azaldu du.

Gaur egun, hainbat erabileratarako ari da ikertzen karbono nitruroa: energia garbiak ekoizteko, hala nola hidrogenoa ekoizteko eta uraren oxidazioz oxigenoa lortzeko, eta karbono dioxidotik industrian garrantzitsuak diren konposatu organikoak lortzeko. “Gure ikerketan, fluor-kantitate handiko molekulak sintetizatzeko erreakzio organiko bat garatu dugu; molekula horiek oso erabilgarriak dira arlo farmazeutikoan, nekazaritzako elikagaigintzan eta materialen zientzian”, erantsi du Pratok. Bestalde, ikertutako erreakzioa eguzki-argiarekin ere egin dute, eta “errendimendu bikainak” lortu.

Pratoren iritziz, “gure ikerketa abiapuntu izan daiteke fotokatalizatzaile heterogeneoak garatzeko ikuspegi berri bat ezartzeko, eta oinarriak jartzen ditu material horien ingeniaritzan ikuspegi berri bat ezartzeko, aplikazio espezifikoei dagokienez”.