Más allá del sitio activo: ajuste de la actividad y la selectividad de un catalizador de Ni apoyado en un marco...

Área de la Ciencia:

• Catálisis heterogénea
• Ciencias de los materiales
• Química organometálica

Sus antecedentes:

• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) son soportes versátiles para catalizadores heterogéneos.
• El ajuste de las propiedades de MOF es crucial para controlar la actividad catalítica y la selectividad.
• La oligomerización del etileno es un proceso industrial importante con desafíos en la selectividad del producto.

Objetivo del estudio:

• Modificar las propiedades estéricas y electrónicas del soporte NU-1000 MOF.
• Investigar el efecto de los ligandos introducidos en los sitios catalíticos del Ni (II) para la oligomerización del etileno.
• Para lograr la producción selectiva de especies C4 en la oligomerización del etileno.

Principales métodos:

• Proceso similar a la deposición por capa atómica (ALD) para introducir ligandos de hexafluoracetonato (Facac-) y acetilacetonato (Acac-) en el NU-1000.
• Instalación de sitios de Ni (II) en el soporte MOF modificado.
• Reacciones de oligomerización de etileno utilizando los catalizadores modificados.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para aclarar los mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• Los sitios de Ni (II) no modificados apoyados por NU-1000 producen una mezcla de C4, C6 y C8 y productos poliméricos.
• Los catalizadores Ni-Facac-AIM-NU-1000 y Ni-Acac-AIM-NU-1000 mostraron una selectividad cuantitativa para los productos C4.
• Los cálculos de DFT indicaron que el reordenamiento del ligando al níquel ligado aumentó la barrera de activación del acoplamiento C-C.

Conclusiones:

• Los modificadores de soporte de ajuste estructural desempeñan un papel crítico en el control de la actividad y la selectividad del catalizador heterogéneo ubicado en el MOF.
• La entrega en fase de vapor de los modificadores moleculares permite modificaciones fáciles y definidas cristalográficamente de los soportes del catalizador.
• La modificación de ligandos de los soportes MOF ofrece una estrategia poderosa para un control preciso de los resultados catalíticos.