Catálisis de oxidación de agua impulsada electroquímicamente que comienza con seis polioxometalatos de cobalto...

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los cobalto-polioxometalatos (Co-POM) se investigan como catalizadores potenciales de la oxidación molecular del agua (catalizadores WOC).
• Una pregunta clave es si los Co-POM actúan como verdaderos catalizadores moleculares o se descomponen en especies heterogéneas de óxido de cobalto (CoO x) en condiciones de catálisis por oxidación de agua (WOCatalysis).

Objetivo del estudio:

• Determinar si seis Co-POMs ejemplares funcionan como catalizadores WOC moleculares o forman CoO x heterogéneos bajo catalización WOC impulsada electroquímicamente.
• Evaluar la estabilidad y la actividad catalítica de estos Co-POM en diferentes condiciones de pH (5.8, 8.0 y 9.0).

Principales métodos:

• Se ha investigado la WOCatálisis utilizando seis diferentes Co-POMs a pH 5,8, 8,0 y 9,0.
• Cuantificó la cantidad de iones acuosos de cobalto (Co) formados a lo largo del tiempo utilizando la ampliación de la línea de RMN 31P y la extracción catódica.
• Se correlacionó la cantidad de Co (II) aq con la actividad de catálisis WOC observada.

Principales resultados:

• Para la mayoría de las combinaciones Co-POM/pH, el Co{II}aq detectado explicó la formación de CoO x heterogéneo, que fue responsable de la catálisis de WOC.
• Sin embargo, bajo condiciones específicas (0,1 M NaPi, pH 5,8), CoPW11 y α1-CoP2W17 mostraron una actividad de catálisis de WOC no atribuible a la detección de Co(II) aq, lo que sugiere una catálisis molecular de Co-POM.
• Incluso el Co-POM más estable, α1-CoP2W17, fue significativamente menos activo como catalizador molecular en comparación con su homólogo heterogéneo CoO x.

Conclusiones:

• Los Co-POM pueden actuar como catalizadores moleculares de WOC o precursores de catalizadores heterogéneos de CoO x, dependiendo de la estructura específica de Co-POM y las condiciones de reacción.
• Bajo condiciones de amortiguador de fosfato de pH 5,8, CoPW11 y α1-CoP2W17 funcionan principalmente como catalizadores moleculares de Co-POM.
• Las especies heterogéneas de CoO x son generalmente catalizadores de oxidación de agua mucho más activos que sus precursores moleculares de Co-POM.