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Heterogeneous Catalysis01:22

Heterogeneous Catalysis

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Heterogeneous catalysis involves a catalyst in a different phase from the reactants. It is a process where the catalyst and the reactants are in distinct phases, typically solid and gas or liquid.Most heterogeneous catalysts are metals, metal oxides, or acids. The list includes transition metals like iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), chromium (Cr), manganese (Mn), tungsten (W), silver (Ag), and copper (Cu). These metals possess partially vacant d orbitals that...
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Catalysis02:50

Catalysis

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The presence of a catalyst affects the rate of a chemical reaction. A catalyst is a substance that can increase the reaction rate without being consumed during the process. A basic comprehension of a catalysts’ role during chemical reactions can be understood from the concept of reaction mechanisms and energy diagrams.
32.1K
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Osmium Tetraoxide02:44

Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Osmium Tetraoxide

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Alkenes are converted to 1,2-diols or glycols through a process called dihydroxylation. It involves the addition of two hydroxyl groups across the double bond with two different stereochemical approaches, namely anti and syn. Dihydroxylation using osmium tetroxide progresses with syn stereochemistry.
13.3K
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Potassium Permanganate02:21

Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Potassium Permanganate

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Alkenes can be dihydroxylated using potassium permanganate.  The method encompasses the reaction of an alkene with a cold, dilute solution of potassium permanganate under basic conditions to form a cis-diol along with a brown precipitate of manganese dioxide.
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Oxidative Cleavage of Alkenes: Ozonolysis01:46

Oxidative Cleavage of Alkenes: Ozonolysis

13.5K
In ozonolysis, ozone is used to cleave a carbon–carbon double bond to form aldehydes and ketones, or carboxylic acids, depending on the work-up.
Ozone is a symmetrical bent molecule stabilized by a resonance structure.
13.5K
Oxidation-Reduction Reactions03:11

Oxidation-Reduction Reactions

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Oxidation–Reduction Reactions
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Catalizadores multi-metales dispersos homogéneos que desarrollan el oxígeno

Bo Zhang1, Xueli Zheng2, Oleksandr Voznyy3

  • 1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto, 35 St George Street, Toronto, Ontario M5S 1A4, Canada. Department of Physics, East China University of Science and Technology, 130 Meilong Road, Shanghai 200237, China.

Science (New York, N.Y.)
|March 26, 2016
PubMed
Resumen

Los nuevos catalizadores abundantes en la tierra para la reacción de evolución del oxígeno (OER) muestran un potencial excesivo récord. Los oxihidróxidos de hierro-cobalto-tungsteno gelificados ofrecen un rendimiento y una estabilidad mejorados para aplicaciones OER.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • La electroquímica
  • Catálisis

Sus antecedentes:

  • Los catalizadores de metales de transición de primera fila para la reacción de evolución de oxígeno (OER) requieren altos sobrepotenciales.
  • El tungsteno puede modular los óxidos metálicos 3d para mejorar la adsorción intermedia OER.
  • El desarrollo de catalizadores OER eficientes y estables es crucial para las aplicaciones energéticas.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar catalizadores abundantes en tierra para un REA eficiente.
  • Investigar el papel de los metales no tridimensionales en la mejora del rendimiento OER.
  • Lograr un bajo sobrepotencial y una alta estabilidad en los catalizadores OER.

Principales métodos:

  • Síntesis a temperatura ambiente de oxihidróxidos gelificados con una distribución metálica homogénea.
  • Pruebas electroquímicas de los oxihidróxidos de FeCoW para el rendimiento OER.
  • Absorción de rayos X y estudios computacionales para elucidar los mecanismos catalíticos.

Principales resultados:

  • Los oxihidróxidos de FeCoW gelificados alcanzaron el sobrepotencial más bajo reportado (191 mV a 10 mA/cm2) en electrolito alcalino.
  • El catalizador demostró una excelente estabilidad, sin degradación después de 500 horas de funcionamiento.
  • Los efectos sinérgicos entre W, Fe y Co crean una coordinación y estructuras electrónicas favorables para OER.

Conclusiones:

  • Los oxihidróxidos de FeCoW atómicamente homogéneos son catalizadores OER altamente eficientes y estables.
  • El tungsteno desempeña un papel clave en la mejora de la actividad de los óxidos de metales de transición tridimensionales.
  • El catalizador desarrollado representa un avance significativo en la catálisis de REA para tecnologías energéticas sostenibles.