Ruthenium Complexes with Polynucleating Ligands and their Capacity to Catalytically Oxidize Water to Dioxyen
- Autores: Laia Francàs Forcada
- Directores de la Tesis: Luis Escriche Martínez (dir. tes.), Antoni Llobet Dalmases (dir. tes.), Xavier Sala Román (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2011
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Vogt Dieter (presid.), Roger Bofill Arasa (secret.), Martin Albrecht (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
La tesi es presenta com a compilació de manuscrits (tots ells situats a l’Annex), tres d’ells ja publicats en revistes internacionals d’elevada qualitat científica dins els camps de la química de coordinació i la catàlisi i dos més a punt per a ser enviats a revistes de similar impacte. La redacció en anglès de tots els manuscrits presents en aquesta tesi permetrà el ràpid enviament dels corresponents treballs per a publicació. L’apartat de “Resultats i discussió” d’aquesta tesi (dividit en dos parts i situat a l’inici d’aquesta) constitueixen una reflexió general sobre els resultats assolits i àmpliament detallats en cadascún dels artícles científics annexats. Després d’una introducció a les propietats bàsiques dels compostos de ruteni i les propietats redox que els fan ideals per a catalitzar processos d’oxidació (fent especial èmfasi a l’oxidació d’aigua a oxigen molecular i les seves potencials aplicacions per a la generació d’energies netes i renovables), el primer capítol de resultats d’aquesta tesi presenta una nova família de complexos de ruteni polipiridílics. Aquesta nova família consisteix en la modificació del ligand Hbpp o de la terpiridina, per aconseguir uns complexos més robustos i per poder ser suportats sobre TiO2. S’ha evaluat la capacitat d’oxidar aigua d’aquests nous complexos, tant en fase homogènia com heterogènia, fent servir Ce(IV) com a oxidant. En tots els casos s’ha detectat una cogeneració de O2 i CO2 deguda a la degradació de la part orgànica del catalitzador. L’estudi d’aquest procés de desactivació ha permès saber que l’origen d’aquest CO2 és una reacció bimolecular entre dos catalitzadors. A més a més, en aquest mateix capítol, s’ha dut a terme l’oxidació de l’aigua per activació electroquímica, demostrant que en els casos descrits no es genera oxigen. Aquesta inactivitat, demostra que hi ha molts factors a tenir en compte alhora de heterogeneïtzar un catalitzador homogeni, com ara: El procés d’ancoratge, l’orientació dels centres actius, la naturalesa de la nova espècie formada i la posició i tipus de grup d’ancoratge. El segon capítol d’aquest manuscrit, es descriu la síntesi i la complexació d’un nou lligand, que inspirat en l’Hbpp, és capaç de dur a terme processos d’isomerització, basats en la diferent afinitat del Ru(II) i Ru(III) pel N i l’O. L’objectiu d’aquest caràcter hemilàbil és el de l’estabilització dels estats d’oxidació alts mitjançant la coordinació a través de l’oxigen. Aquest procés s’ha estudiant mitjançant diferent tècniques, posant de manifest que tenen lloc dos processos d’isomerització diferents. El tercer capítol de la memòria preparada és el conjunt de resultats i conclusions obtingudes al llarg de tot el treball. En conjunt, la tesi presentada per Laia Francàs Frocada és d’alta qualitat tant científica com formal. El text és coherent i ben organitzat i la bibliografia proposada extensa i actualitzada. Les conclusions extretes d’aquesta memòria permetran continuar el camp de treball cap a la cerca de catalitzadors actius, tant en fase homogènia com heterogènia de potencial aplicació per a la generació de cel·les de combustible per a la fotoproducció d’hidrogen.
