Los ligandos de oxígeno puenteados remotamente mejoran la transferencia de hidrógeno en un catalizador de clúster de...

Área de la Ciencia:

• Catálisis heterogénea
• Química organometálica
• Ciencias de la superficie

Sus antecedentes:

• Comprender el papel del oxígeno en la mejora de la actividad del catalizador de metales nobles, particularmente en las reacciones de transferencia de hidrógeno, sigue siendo un desafío.
• Los catalizadores definidos estructuralmente son cruciales para elucidar los mecanismos de reacción a nivel atómico.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de los ligandos de oxígeno puente sobre la actividad catalítica y el mecanismo de hidrogenación del etileno utilizando grupos de carbonilo de tetrairidio soportados.
• Para aclarar el papel del oxígeno en la modificación de las vías de transferencia de hidrógeno en la catálisis de metales nobles.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de grupos de carbonilo de tetrairidio apoyados con sitios de iridio de un solo átomo.
• Reacciones de hidrogenación del etileno en condiciones variables, incluida la introducción de H2 y O2.
• Estudios cinéticos, incluidos los efectos de isótopos cinéticos inversos utilizando H2 y D2.
• Cálculos de la estructura electrónica para modelar mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• La introducción de ligandos de oxígeno puente dio lugar a un aumento de 6 veces en la tasa de hidrogenación del etileno.
• Se observó que los ligandos de dioxígeno reemplazan a los ligandos terminales de CO, lo que indica una transformación estructural durante la catálisis.
• Los cálculos de la estructura electrónica revelaron un cambio en el mecanismo de transferencia de hidrógeno de los intermediarios de hidrógeno ecuatorial a puente.
• Un efecto de isótopo cinético inverso confirmó el mecanismo de transferencia de hidrógeno alterado.

Conclusiones:

• Los ligandos de oxígeno puente mejoran significativamente la actividad catalítica al modificar las propiedades electrónicas de los sitios de iridio y alterar el mecanismo de transferencia de hidrógeno.
• El mecanismo observado que involucra ligandos hidruro puentes, facilitado por el oxígeno remoto, puede ser un fenómeno general en la catálisis de metales nobles con oxido.
• Este estudio proporciona información fundamental sobre el papel de los promotores de oxígeno en la catálisis de metales nobles.