Película de siloxano monomolecular como modelo de catalizadores de un solo sitio

Área de la Ciencia:

• Química de las superficies
• Catálisis
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Las especies catalíticas estructuralmente definidas son cruciales para comprender la química de las superficies.
• La caracterización in situ de los sitios de unión de catalizadores en soportes de sílice es un desafío.
• Las monocapas de octadeciltrioxisilano (OTOS) sirven como modelo para los catalizadores Zn2+ soportados por sílice.

Objetivo del estudio:

• Para elucidar la estructura de las monocapas de octadeciltrioxisilano (OTOS) formadas a partir de octadeciltrimetoxisilano (OTMS).
• Determinar el mecanismo de unión y la ubicación de los iones Zn2+ dentro del sistema modelo OTOS.
• Investigar la idoneidad de las monocapas OTOS como plataforma para el estudio de la química de las superficies de sílice.

Principales métodos:

• Difracción de rayos X de la incidencia del pastoreo (GIXD)
• Reflectividad de los rayos X
• Espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XFS)
• Espectroscopia de infrarrojos

Principales resultados:

• El análisis contradice las propuestas anteriores de formación de polímeros en películas OTOS.
• La hidrólisis/condensación de OTMS favorece la formación de trímeres cíclicos con anillos de siloxano de seis miembros.
• Los iones tetraédricos [Zn ((NH3) 4)) ((2+) se unen a los grupos hidroxilo OTOS en una proporción estequiométrica de ∼2: 1.
• Los iones Zn ((2+) muestran una alta afinidad por los anillos de siloxano de los trimers OTOS.

Conclusiones:

• Los trimers cíclicos, y no los polímeros, constituyen la estructura monocapa de OTOS.
• Los anillos de siloxano de seis miembros se identifican como sitios de unión para catalizadores de Zn/SiO2 de un solo sitio.
• Las monocapas OTOS proporcionan una plataforma valiosa para estudiar la química de la superficie de sílice y las reacciones mediadas por hidroxilo.