Новости космоса и технологий. » Химия » Олигомерные материалы для улучшения расщепления воды

Олигомерные материалы для улучшения расщепления воды

Опубликовал: Admin, 29-09-2020, 01:01, Химия, 58, 0

Олигомерные материалы для улучшения расщепления воды

Исследователи из группы Llobet разработали новый молекулярный материал, сделанный из олигомеров, и использовали его в качестве катализатора в окислении воды, достигнув беспрецедентной плотности тока для молекулярных катализаторов. Статья «Электрокатализ окисления воды с использованием координационных олигомеров рутения, адсорбированных на многослойных углеродных нанотрубках» была опубликована в Химия природы .

Создание электроанодов и катодов для водоразделительных устройств на основе молекулярных комплексов, закрепленных на твердые поверхности набирает обороты благодаря своим универсальным и модульным свойствам за счет конструкции лигандов. После изучения каталитического поведения олигомеров общей формулы {[Ru(tda)(4,4'- bpy)]n (44'-bpy)} (где n равно 124 5 или 15), ученые из команды Llobet ICIQ решили закрепить их на графитовых поверхностях. «Мы решили разработать олигомерный материал на основе нашего мощного катализатора Ru (tda), чтобы перейти от гомогенного к гетерогенному применению. Нам пришлось закрепить катализатор на поверхности, чтобы найти реальное применение в устройствах для разделения воды», - объясняет Маркос Гил- Сепулькр, постдокторант и координатор группы в группе Льобет и первый соавтор статьи.

В сотрудничестве с международными партнерами, такими как Йоханнес Элеманс из Института молекул и материалов Университета Радбауд и Кристина Шой из Max-Planck-Institut fur Eisenforschung GmbH в Дюссельдорфе, ученые провели несколько микроскопических исследований, чтобы охарактеризовать гибридные материалы . Кроме того, на синхротроне Альбы Марком Малфуа и Эдуардо Солано было выполнено малоугловое рассеяние рентгеновских лучей при скользящем падении (GIWAXS). Далее, расчеты теории функционала плотности (DFT), проведенные группой ICIQ Maseras, для изучения природы взаимодействия между олигомерами и графитовыми поверхностями. Измерения спектроскопии поглощения рентгеновских лучей (XAS) также использовались в сотрудничестве с группой Д. Мунширама из IMDEA Nanociencia для анализа олигомеров на графитовых поверхностях и оценки их судьбы во время и после катализа. Таким образом, исследователи подтвердили молекулярную природу олигомера и выяснили, что он адсорбируется на графитовой поверхности посредством взаимодействий ароматический катализатор-поверхность C-H-π - стратегия закрепления, которая до сих пор не описывалась для молекулярных катализаторов.

Одиночный мономер используемого олигомера не может заякорить, потому что он взаимодействует с поверхность слишком слабы. Обретая силу в числах, после введения нескольких единиц большое количество взаимодействий C-H-π стабилизирует всю цепочку. Конформация гибридного материала (нанотрубка, окруженная олигомерами) является причиной его высокой эффективности: все атомы рутения в олигомерах являются активными каталитическими центрами, а не выбрасывают тонны оксидов на электроды, как это обычно делается в материаловедении.

Полученный гибридный молекулярный материал действует как прочный и мощный электроанод для водное окисление реакция, достигающая беспрецедентных плотностей тока для молекулярных катализаторов во всем диапазоне pH, но особенно при нейтральном pH. «Насколько нам известно, не существует координационного полимера, MOF или COF или металлоорганического материала, который работал бы в нейтральных условиях, давал бы такие токи и был бы стабильным», - утверждает Гил-Сепулькр.

Работа обеспечивает основу для разработки надежных и эффективных гибридных молекулярных электроанодных материалов для окисления водных комплексов на основе Ru, которые могут быть распространены на другие переходные металлы и другие каталитические реакции. Команда уже работает над внедрением гибридного материала в фотоэлектрохимические ячейки, чтобы протестировать его применение в устройстве для разделения воды.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии