Wiązanie i aktywacja małych cząsteczek na metalozeolitach – aspekty mechanistyczne i termodynamiczne

W czasopiśmie „Chemical Society Reviews” opublikowano artykuł przeglądowy zatytułowany „Mechanistic and thermodynamic insights into binding and activation of small molecules on metallozeolites – relevance for adsorption and catalysis” autorstwa członków Zakładu Chemii Nieorganicznej Wydziału Chemii UJ: Filipa Zasady, Piotra Pietrzyka, Mariusza Radonia oraz Zbigniewa Sojki.

Metalozeolity zawierające jony metali przejściowych 3d są wszechstronnymi materiałami katalitycznymi, co związane jest w bezpośredni sposób z ich dobrze zdefiniowaną strukturą sieciową, elastycznością redoksową centrów aktywnych oraz wyjątkowymi właściwościami adsorpcyjnymi. Dzięki temu materiały te są niezwykle cenne zarówno w badaniach podstawowych, jak i zastosowaniach praktycznych, stanowiąc podstawę licznych technologii katalitycznych. Przebieg wiązania i aktywacji małych cząsteczek reagentów w metalozeolitach zależy od zmiennych stanów wartościowości, spinu i koordynacji uwięzionych jonów metali oraz jednostek metal-okso. Pomimo znaczących postępów natura centrów aktywnych, efekty ograniczenia przestrzennego oraz złożone mechanizmy aktywacji cząsteczek reagentów pozostają przedmiotem trwającej dyskusji. Taka sytuacja napędza intensywne badania dotyczące wglądu w procesy aktywacji reagentów na poziomie molekularnym (z rozdzielczością orbitalno-spinową) oraz nad więzami termodynamicznymi (zakresy temperatur i ciśnień reagentów) zachodzących procesów.

Praca przeglądowa naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego krytycznie analizuje termodynamiczne i molekularne aspekty specjacji jonów metali przejściowych i centrów aktywnych typu metal-okso wewnątrz zeolitów, ich dynamikę strukturalną oraz reaktywność wobec katalitycznie istotnych małych cząsteczek, takich jak NH₃, H₂O, CO, N₂, O₂, NO, N₂O. Szczególny nacisk położono na koordynację ligandów, aktywację redoks oraz rolę stanów elektronowych i spinowych w kształtowaniu właściwości katalitycznych metalozeolitów. Dyskusja łączy w sobie wyniki badań uzyskane za pomocą spektroskopii selektywnej względem miejsc aktywnych oraz zaawansowanych metod obliczeniowych, pozwalających na wyjaśnienie strukturalnych, termodynamicznych i molekularnych aspektów oddziaływań metal-ligand i szlaków aktywacji, ze szczególnym uwzględnieniem roli stanów spinowych w procesach wiązania i reaktywności.

Artykuł przeczytasz tutaj.

Źródło: Wydział Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie

Czytaj także: Nowy nanokatalizator z UW przekształca odpadowy glicerol i CO2 w cenny surowiec