Síntesis y hidrogenación fotovoltaica de complejos de nitruro de tungsteno preparados a partir de la escisión del...

Área de la Ciencia:

• Química organometálica
• Química inorgánica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La fijación de nitrógeno es crucial para la vida y la industria, pero los métodos catalíticos eficientes siguen siendo un desafío.
• Los complejos de tungsteno han demostrado ser prometedores en la activación del fuerte enlace triple NN del nitrógeno.
• La comprensión de los mecanismos de escisión de N2 y las transformaciones subsiguientes es clave para desarrollar nuevos catalizadores.

Objetivo del estudio:

• Investigar la oxidación de compuestos de dinitrógeno de tungsteno para formar nitritos de tungsteno.
• Explorar la reactividad de estos nitritos de tungsteno, incluido su potencial para la síntesis de amoníaco.
• Caracterizar las nuevas especies y productos intermedios de tungsteno-nitrógeno.

Principales métodos:

• Oxidación de los complejos de dinitrógeno de tungsteno con [η5-C5H5) 2Fe]-[BArF4].
• Aislamiento y caracterización de nitruro de tungsteno y productos intermedios de nitrógeno utilizando espectroscopias de difracción de rayos X, vibracionales y EPR.
• Transformaciones fotoquímicas y químicas de los complejos de nitruro de tungsteno, incluidas las reacciones de hidrogenación.

Principales resultados:

• Se trata de la separación de un nitruro de tungsteno (IV) poco común, [depe) 2WN]-[BArF4], a partir de la escisión de N2.
• Identificación de un intermediario bimetálico de ditungsteno μ-N2.
• Se logró la escisión fotoquímica de N2, lo que condujo a la formación de nitruro de tungsteno.
• La hidrogenación del nitruro de tungsteno con dihidrógeno produjo amoníaco con un rendimiento del 21%, un raro ejemplo de generación de amoníaco a partir de N2 y H2.

Conclusiones:

• El dinitrógeno puede ser efectivamente escindido por complejos de tungsteno para formar nitritos de tungsteno estables.
• Los nitritos de tungsteno sirven como intermediarios clave para la transformación reductora del N2.
• Este trabajo presenta una nueva vía para la síntesis de amoníaco a partir de N2 y H2 utilizando un catalizador de nitruro de tungsteno bien definido.