p Ao incorporar um catalisador de prata dentro de um cristal poroso, Os pesquisadores da KAUST melhoraram uma reação química que converte dióxido de carbono (CO ₂ ) em monóxido de carbono (CO), que é uma matéria-prima útil para a indústria química. p O monóxido de carbono é um alicerce para a produção de combustíveis de hidrocarbonetos, e muitos pesquisadores estão procurando maneiras de produzi-lo a partir de CO ₂ , um gás de efeito estufa emitido pela queima de combustíveis fósseis. Uma estratégia envolve o uso de eletricidade e um catalisador para conduzir o chamado CO ₂ reação de redução. Mas essa reação normalmente produz uma variedade de outros produtos, incluindo metano, metanol e etileno. A separação desses produtos aumenta significativamente o custo do processo, assim, os pesquisadores esperam orientar a reação para gerar um único produto.

p Osama Shekhah e Mohamed Eddaoudi, químicos na KAUST, em colaboração com o grupo de Ted Sargent na Universidade de Toronto, agora ajustaram o CO ₂ reação de redução usando estruturas metálicas orgânicas (MOFs). Esses cristais porosos contêm uma rede de nós baseados em metal conectados por moléculas ligantes baseadas em carbono. Ao alterar esses componentes, os pesquisadores podem ajustar o tamanho dos poros de um MOF e suas propriedades químicas.

p Os pesquisadores criaram quatro MOFs diferentes com o mesmo arranjo geral da rede e fizeram crescer nanopartículas de prata com 5 nanômetros de largura dentro dos poros de cada MOF. Em seguida, eles testaram cada MOF para descobrir como sua estrutura afetou o CO ₂ reação de redução. Eles monitoraram quais produtos emergiram do processo e estudaram como uma forma ativada de CO - um intermediário crucial na reação - se ligava ao catalisador de prata.

p O MOF mais eficaz continha nós à base de zircônio conectados por moléculas de 1, Ácido 4-naftalenodicarboxílico. Porque tem poros menores, sua capacidade de capturar CO ₂ superou seus rivais.

p A nanopartícula de prata neste MOF também ligou o CO ativado de uma maneira diferente das outras, conectar em um "modo de ponte" envolvendo dois vínculos em vez de um. Isso garantiu que o CO tivesse menos probabilidade de se transformar em subprodutos indesejados. "O controle do tipo de intermediário de CO durante a reação tem grande influência na seletividade do CO, "diz Shekhah. Juntos, esses efeitos aumentaram a eficiência da produção de CO para 94 por cento, uma melhoria dramática na seletividade.

p Os pesquisadores esperam desenvolver sua estratégia, fazendo mais ajustes na estrutura do MOF para melhorar o CO ₂ reação de redução. "Acreditamos que este trabalho abre caminho para o uso de MOFs como novos suportes para melhorar a atividade e a seletividade de produtos do CO ₂ reação de redução ao interagir diretamente com os intermediários gasosos e controlar seu modo de ligação, "diz Eddaoudi.