摘要:需要更绿色的过程满足平台化学物质的需求,以及从人类活动中重复使用CO 2的可能性,最近鼓励了对生物电化学系统(BESS)的设置,优化和开发的研究,以从无线电碳(Co 2,Hco 3-co 3 - )中进行有机化合物的电合合成。在本研究中,我们测试了糖氯丁基乙二醇N1-4(DSMZ 14923)的能力,从而产生乙酸盐和D-3-羟基丁酸的D-3-羟基丁酸,从CO 2:N 2气体中存在的无机碳中产生。同时,我们测试了Shewanella Oneidensis MR1和铜绿假单胞菌PA1430/CO1财团的能力,以提供降低的能力以维持阴极的碳同化。我们测试了具有相同布局,接种物和介质的三个不同系统的性能,但是使用1.5 V外部电压,1000Ω外部负载,并且没有电极或外部设备之间的任何连接(开路电压,OCV)。我们将CO 2同化速率和代谢产物的产生(甲酸盐,乙酸3-D-羟基丁酸)与非电气对照培养物中获得的值进行了比较,并估计了我们的BESS用来同化1摩尔的CO 2的能量。我们的结果表明,当微生物燃料电池(MFC)连接到1000Ω外部电阻器时,糖链球菌NT-1的最大CO 2同化(95.5%),并以Shewanella / Pseudomonas conscontium作为电子来源。此外,我们检测到C. saccharoperbutylacetonicum nt-1的代谢发生了变化,因为它在BES中的活性延长。我们的结果开放了在碳捕获和平台化学物质的电气合成中利用BES的新观点。
探索新的碳基材料1,2一直是纳米材料的科学研究的焦点,这是由2D碳同倍型3、4(例如石墨烯5)的非凡特性驱动的。该材料包括在六角形晶格中排列的单层碳原子。它已成为具有特殊电气,热和机械特性的范式改变材料6,7。石墨烯的独特特性刺激了各种创新应用,例如与能量转换和存储相关的应用8。在不断发展的2D碳同素异形体9、10的景观中,最近的突破将曲目扩大到了著名的石墨烯之外。Biphenylene网络11,Gamma-Gampaphyne 12,单层无定形碳13、14和单层富勒烯网络15、16的合成拓宽了可靠的2D碳基材料,这表明了新的趋势趋势融合了电子产品。特别是,以4、6和8个原子相互连接的环为特征的双苯基网络(BPN)介绍了一种新型的蜂窝状结构,该结构以石墨烯的变体出现,并展示了有希望的电子和机械性能11。其经常间隔的双苯基单元对其独特的结构17 - 19和光电子20,21
该路线图采用拓扑组装的前体(TAP)的技术,通过三个步骤可以阻止访问基态或其他异构体:(1)将所需结构的原子,结构和局部对称性的前体分子选择(2),然后将其选择为不同的拓扑组成。这是通过将前体单元限制在受约束的超晶格中并控制其整体取向以诱导相邻单元某些原子节点之间的连通性来实现的。(3)然后使用密度功能理论将这些拓扑组件放松到其最近的势能表面临界点。已提出了该路线图的使用,用于合成仅由五角大碳组成的五烯 - 五甲基 - 3,3-二甲基-1-丁烯(C 6 H 12)。理论计算表明,该碳多晶型物在动态和机械上是稳定的,耐温度高达1000 K,具有超高的理想强度,可以优于石墨烯,并且具有内在的准准级带隙,最大为3.25 eV。
