Un complejo de diironio no hemo para la reducción (electrocatalítica) de oxígeno: ajuste de la selectividad a través...

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Catálisis
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• La reacción de reducción de oxígeno (ORR) es crítica para comprender la eficiencia y la selectividad catalítica.
• Los nuevos catalizadores homogéneos son esenciales para elucidar las relaciones estructura-actividad en ORR.

Objetivo del estudio:

• Indicar un complejo único de diironio no hemo como catalizador ORR homogéneo.
• Investigar los factores que controlan la selectividad del catalizador.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de un complejo dinuclear no hemo de diironio tiolado, [Fe2 (LS) ] ([Fe2SH]+).
• Evaluación de la actividad catalítica y la selectividad del complejo en la reacción de reducción de oxígeno (ORR) tanto en condiciones químicas como electroquímicas.
• Modelado computacional para apoyar hallazgos experimentales y proponer un mecanismo de reacción.

Principales resultados:

• El complejo [Fe2SH]+ funciona como un catalizador ORR eficiente en una solución de acetonitrilo.
• La selectividad del catalizador varía con la vía de entrega de electrones: principalmente la producción de H2O2 (hasta ~95%) en condiciones químicas y la producción de H2O (<10% H2O2) en condiciones electroquímicas.
• Los datos experimentales y computacionales apoyan una propuesta mecanicista para la reducción de dioxígeno ajustable.

Conclusiones:

• Un nuevo complejo de tiolato de diironio no hemo es un catalizador homogéneo eficaz para la reacción de reducción de oxígeno.
• La selectividad del catalizador para la producción de H2O2 versus H2O puede ser controlada por las condiciones de reacción (químicas versus electroquímicas).
• El estudio proporciona información sobre la base mecanicista de la selectividad ajustable en la reducción de dioxígeno por complejos de hierro dinucleares.