МОСКВА, 31 января. /ТАСС/. Ученые из России и Китая при помощи компьютерного моделирования разработали новые материалы для улавливания из воздуха углекислого газа (СО2) и его преобразования в монооксид углерода (СО), который используется при производстве машинного топлива, смазок и спиртов. Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie, сообщила в понедельник пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
"В своей новой работе химики Самарского технического университета (Самара) вместе с коллегами из Китая применили несколько компьютерных методов и создали платформу, способную рассчитывать свойства будущих материалов, на основе которых можно будет сделать эффективные поглотители и преобразователи углекислого газа", - говорится в сообщении.
Одна из современных проблем - глобальное потепление, которое вызвано, в том числе, повышением концентрации СО2 в атмосфере. Одним из перспективных способов снижения выбросов СО2 считается улавливание этого газа и его повторное использование. Например, из "пойманного" СО2 можно получить монооксид углерода (СО), который применяется в производстве спиртов, цветных металлов, машинного топлива, масел и смазок.
Но чтобы это направление было эффективным и выгодным, необходимо создавать особые материалы, способные поглощать углекислый газ и катализировать реакцию его превращения. Химики в новой работе опробовали свою систему в моделировании пористых водородно-связанных органических каркасов (ВОК). Такие материалы обладают очень высокой пористостью и поглощающей способностью, при этом их характеристики можно варьировать, если использовать разные органические компоненты.
Кроме того, они способны многократно растворяться и кристаллизоваться, очищаясь от ненужных соединений. В качестве строительного блока для ВОК авторы использовали порфирины. Эти циклические молекулы широко распространены в природе и играют важную роль во многих биологических процессах. Они способны служить фотокатализаторами, то есть ускорять реакции под действием света.
Исследователи сначала смоделировали, а затем и синтезировали целую серию металлопорфириновых ВОК с большой площадью поверхности пор и превосходной стабильностью. Они выдерживают замачивание в кипящей воде, концентрированной соляной кислоте, а также сухой нагрев до 270 градусов Цельсия. Эта серия ВОК эффективно ускоряет превращение углекислого газа в CO при комнатной температуре.