Complejos de hierro (III) carbónico con energías de estado excitadas sintonizables para fotorreducción y reconversión

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Ciencias de los materiales
• La fotoquímica

Sus antecedentes:

• El desarrollo de luminóforos y fotocatalizadores basados en metales, abundantes en la tierra, es crucial.
• Los complejos de hierro a menudo sufren de una rápida desactivación de los estados excitados, lo que limita su utilidad.
• Los complejos de hierro existentes muestran un ajuste de propiedades limitado a través de la modificación química.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar nuevos complejos de hierro (III) con simples ligandos quelatos.
• Investigar las propiedades fotofísicas y fotoquímicas de estos nuevos complejos de hierro.
• Explorar el potencial de los complejos de hierro como alternativas rentables a los materiales basados en metales nobles.

Principales métodos:

• Síntesis de dos nuevos complejos de hierro (III) con ligandos quelantes simples.
• Caracterización de las propiedades del estado de base y excitado, incluida la luminiscencia.
• Evaluación de la cinética de la transferencia de electrones fotoinducida y de la actividad fotocatalítica.
• Investigación de la transferencia de energía doble-triple para aplicaciones de conversión ascendente.

Principales resultados:

• Los complejos de hierro sintetizados exhiben propiedades fotofísicas sintonizables.
• La fotoluminiscencia roja genuina se origina en un estado excitado de transferencia de carga de doble ligando a metal (LMCT).
• Se observaron reacciones eficientes de transferencia de electrones fotoinducidas con cinética casi limitada a la difusión.
• Se lograron nuevas reacciones fotocatalíticas, incluida la arilación de C-H y la hidroxilación de ácido borónico aeróbico, utilizando luz roja.
• Se demostró la prueba de principio para la conversión ascendente por aniquilación de tripletes utilizando un fotosensibilizador de hierro.

Conclusiones:

• Los complejos de hierro estructuralmente simples permiten un ajuste directo de las propiedades fotofísicas.
• Estos complejos de hierro muestran una luminiscencia roja genuina y una actividad fotorreductiva eficiente.
• Los complejos de hierro desarrollados permiten nuevas transformaciones fotocatalíticas y aplicaciones de conversión ascendente.
• Los complejos de hierro pueden ser competitivos con los compuestos a base de metales nobles en aplicaciones fotofísicas y fotoquímicas.