Los grupos de subnanómetros de metales nobles se han estudiado previamente para estas posibilidades en aplicaciones catalíticas. Por ejemplo, se sabe que el platino se usa como catalizador para una pila de combustible, que es conductor y exhibe magnetismo. El platino es indispensable como material parala red de energía de la próxima generación, pero es un "metal raro" cuyas reservas son limitadas. Para hacer un uso efectivo de los recursos, es esencial mejorar la precisión del nivel atómico de los grupos de metales subnanométricos y aumentar la cantidad de síntesis.
Si bien se han desarrollado varios métodos de síntesis diferentes a partir de complejos metálicos multinucleares o grupos de "números mágicos" protegidos con ligandos estables, los precursores no fueron escalables y nunca se proporcionó la preservación exacta de la atomicidad. Esto pudo deberse, en parte, a la alta energía de unión de metal a ligando que requiere una temperatura de calcinación extremadamente alta, lo que resulta en la agregación de los grupos.
Los científicos de Tokyo Tech investigaron los tiolatos de platino porque pueden conducir a la formación de grupos de metal desnudo a través de la escisión reductora del enlace metal-azufre. Se ha demostrado que estos tiolatos de platino forman complejos tipo tiara que son lo suficientemente estables para el aislamiento.
Takane Imaoka, Kimihisa Yamamoto y sus colegas estudiaron los grupos de platino subnanométricos monodispersados y su actividad catalítica para reacciones a escala preparativa a través de la conversión no destructiva de complejos de tiolato de platino a grupos de platino tipo tiara. Antes de este estudio, solo un ejemplo deSe ha publicado un complejo tipo tialato de tiolato de platino con identificación química completa.
Como base para este estudio, comenzaron la investigación con reacciones básicas entre PtCl4 y n-octanetiol. Los resultados de estas reacciones básicas sugirieron que los tiolatos de platino inicialmente experimentan un crecimiento de cadena lineal, seguido de una formación entrópicamente favorable de compuestos cíclicos más pequeños.con estos resultados, optimizaron el protocolo de síntesis en dos pasos que dieron como resultado un producto crudo con complejos de platino tipo tiara de varios tamaños de anillo.
Los complejos de platino tipo tiara se aislaron aún más en sus grupos puros basados en tamaños de anillo mediante cromatografía de exclusión por tamaño basada en HPLC de reciclaje preparativo. Para afirmar el potencial de estos complejos para ser utilizados como precursores para grupos de platino precisos para átomos, la termoestabilidady se investigó la actividad catalítica de los complejos.
Estos científicos descubrieron que los complejos de tiolato de platino tipo tiara eran adecuados como precursores para la síntesis de racimos de platino monodispersados de valencia cero con una atomicidad específica: una reacción que los métodos químicos anteriores no podían realizar. Este es el primer método para demostrar unreacción a escala preparativa utilizando grupos de átomos precisos con una atomicidad de un solo dígito, que se espera que sea útil para producir catalizadores de alto rendimiento.
Es necesaria una mayor investigación sobre el efecto de estabilidad y soporte para la comprensión completa del sistema catalítico por grupos de un tamaño tan pequeño.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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