viernes, 2 de agosto de 2013

Observando como funcionan los catalizadores a nivel atómico

Científicos de HZB han combinado el método espectroscópico "RIXS" con la llamada teoría ab initio con el fin de describir estos procesos en detalle para un modelo de catalizador organometálico de gran interésen la investigación de la catálisis, el complejo de hierro carbonilo.

Los complejos de hierro carbonilo son usados en un gran número de reacciones químicas y procesos industriales, tales como reducción de agua inducida por luz o la eliminación catalítica del monóxido de carbono de gases de escape. Su actividad catalítica es el resultado de una ràpida formación y la subsiguiente rotura de los enlaces químicos entre el centro del metal y los ligandos del carbonilo. Es esencial que seamos capaces de determinar la fuerza de la mezcla orbital en el enlace químico mediante la prueba directa de los centros de metal y los ligandos. Hasta ahora, no había sido posible aplicar estos estudios en catálisis homogéneas que tuvieran lugar en la solución. El desarrollo de la nueva estación experimental "LiXEdrom", el cual está equipado con una técnica de micro-chorros que permite al RIXS experimentos en materiales funcionales bajo condiciones in-situ.

En colaboración con científicos de otras universidades, el equipo de investigadores ha estudiado con éxito tanto el metal como las ligaduras en condiciones reales en las cuales tiene lugar esta particular catálisis (in situ), usando la espectroscopía RIXS en el anillo de almacenamiento de electrones BESSY II del HZB. Descubrieron una mezcla orbital muy fuerte entre el metal y sus ligandos, lo cual lleva a un debilitamiento y elongación del enlace químico durante la excitación RIXS. Los resultados experimentales fuero apoyados por los métodos teóricos ab initio por la Universidad de Rostock. Con esta nueva combinación de métodos, se ha ganado una nueva visión fundamental de la estructura electrónica del complejo hierro carbonilo bajo condiciones de catálisis relevantes. El nuevo enfoque puede ayudar a proporcionar una mejor comprensión de las dinámicas de reacción y las interacciones entre metal-ligando-disolvente en escalas de tiempo muy cortas. Esto conlleva un mejor control de las propiedades catalíticas, y tiene un gran potencial para la producción de nuevos materiales catalíticos activos.

Via HZB

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