Artículo de método

Desarrollo de híbridos Fotosensibilizadores-Cobaloxime para la producción de H2 impulsada por energía solar en condiciones aeróbicas acuosas

DOI:

10.3791/60231

⸱

5 de octubre de 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Chemistry Discipline, Indian Institute of Technology Gandhinagar, 2Chemistry Department, Uka Tarsadia University, 3Applied Sciences Department, BML Munjal University

En este artículo

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hemos incorporado directamente un tinte orgánico a base de estilbeno en un núcleo de cobaloxime para generar un diadido de catalizador fotosensibilizador para la producción fotocatalítica h2. También hemos desarrollado una configuración experimental sencilla para evaluar la producción de H2 impulsada por la luz mediante conjuntos fotocatalíticos.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El desarrollo de dispositivos de producción fotocatalíticoH2 es uno de los pasos clave para construir una infraestructura global de energía renovable basada en H2. Han surgido varios conjuntos fotoactivos en los que un fotosensibilizador y catalizadores de producción H2 basados en cobaloxime trabajan en tándem para convertir la energía lumínica en los enlaces químicos H-H. Sin embargo, la inestabilidad a largo plazo de estas asambleas y la necesidad de fuentes de protones peligrosas han limitado su uso. Aquí, en este trabajo, hemos integrado un tinte orgánico a base de estilbeno en la periferia de un núcleo de cobaloxime a través de un vínculo de piridina axial distinto. Esta estrategia nos permitió desarrollar una estructura híbrida fotosensibilizante-catalizador con el mismo marco molecular. En este artículo, hemos explicado el procedimiento detallado de la síntesis de esta molécula híbrida además de su caracterización química integral. Los estudios estructurales y ópticos han mostrado una intensa interacción electrónica entre el núcleo cobaloxime y el fotosensibilizador orgánico. El cobaloxime estuvo activo para la producción de H2 incluso en presencia de agua como fuente de protones. Aquí, hemos desarrollado un sistema hermético simple conectado con un detector H2 en línea para la investigación de la actividad fotocatalítica por este complejo híbrido. Este diadido fotosensibilizador-catalizador presente en la configuración experimental produjo continuamente H2 una vez que fue expuesto a la luz solar natural. Esta producción fotocatalítica de H2 por el complejo híbrido se observó en medios de mezcla acuosos/orgánicos en presencia de un donante de electrones sacrificial en condiciones aeróbicas completas. Por lo tanto, este sistema de medición de fotocatálisis junto con el diadido de catalizador de fotosensibilizador proporcionan información valiosa para el desarrollo de dispositivos de producción fotocatalíticos H2 de próxima generación.

Introducción

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

En el mundo moderno, los combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural suministran una parte mayoritaria de la energía. Sin embargo, producen una gran cantidad deCO2 durante la recolección de energía para afectar negativamente el clima global1. En los próximos años, se prevé un fuerte aumento de la demanda de energía en todo el mundo tras el continuo crecimiento de la población y la mejora constante del estilo de vida humano. Por lo tanto, existe una búsqueda activa de un recurso energético alternativo adecuado para satisfacer el requisito energético mundial. Los recursos de energía renovable como la energía solar, eólica y de marea han surgido como una de las mejores soluciones debido a su proceso de transducción de energía de carbono cero respetuoso con el medio ambiente2. Sin embargo, la naturaleza intermitente de estos recursos energéticos ha limitado hasta ahora su amplia aplicación. Una posible solución de este problema se puede encontrar en la biología; la energía solar se transforma eficientemente en energía química durante la fotosíntesis3. Siguiendo esta pista, los investigadores han desarrollado estrategias fotosintéticas artificiales para almacenar energía solar en enlaces químicos después de una serie de reacciones de activación de moléculas pequeñas4,5. La molécula H2 ha sido considerada uno de los vectores químicos más atractivos debido a su alta densidad energética y simplicidad de su transformación química6,7.

La presencia de un fotosensibilizador y un catalizador de producción H2 son esenciales para una configuración de producción activa de H2 impulsada por energía solar. Aquí en este trabajo, nos centraremos en el complejo molecular cobaloxime basado en cobalto para el segmento catalítico. Típicamente, un centro de cobalto coordinado por hexa se une en una geometría plana cuadrada N4, derivada de los ligandos dimetilglioxime (dmg), en cobaloximes. Los derivados complementarios De Cl- iones, disolventes (como agua o acetonitrilo) o derivados de piridina ligados en las posiciones axiales residuales8. Cobaloximes son conocidos por la electrocatálisis de producción H2 activa y su reactividad se puede ajustar añadiendo funcionalidades variables en la piridina axial9,10,11,12 . Las síntesis relativamente sencillas, la tolerancia al oxígeno en condiciones catalíticas y la respuesta catalítica moderada de los cobaloximes han llevado a los investigadores a explorar su reactividad fotocatalítica de la producción de H2. El grupo Hawecker fue el pionero en demostrar la actividad de producción de H2 impulsada por la luz de cobaloximes mediante la utilización de fotosensibilizadores basados en Ru(polipiridyl)13. Eisenberg y sus compañeros de trabajo utilizaron fotosensibilizadores inorgánicos basados en platino (Pt) para inducir la producción fotocatalítica de H2 en conjunto con los catalizadores cobaloxime14,15. Más tarde, el grupo Che utilizó fotosensitar organo-oro para replicar una actividad similar16. Fontecave y Artero ampliaron la gama de fotosensibilizadores aplicando moléculas basadas en iridio (Ir)17. Las aplicaciones prácticas de estos sistemas fotocatalíticos se dirigían hacia un obstáculo debido al uso de costosos fotosensibilizadores basados en metal. Los grupos de investigación Eisenberg y Sun han contrarrestado que diseñando de forma independiente sistemas de producción de H2 fotorsetantes a base de tinteorgánico 18,19. A pesar de la exitosa producción de H2 impulsada por fotos por todos estos sistemas, se observó que las facturaciones catalíticas globales fueron relativamente lentas20. En todos estos casos, las moléculas de fotosensibilizador y cobaloxime se añadieron como mitades separadas en la solución, y la falta de comunicación directa entre ellos podría haber obstaculizado la eficiencia general del sistema. Se desarrollaron una serie de diadas fotosensibilizador-cobaloxime para corregir este problema, donde una variedad de fotosensibilizadores estaban directamente vinculados con el núcleo cobaloxime a través del ligando de piridina axial21,22,23 ,24,25,26. El sol y los compañeros de trabajo incluso tuvieron éxito en el desarrollo de un dispositivo libre de metal noble mediante la introducción de un motivo Zn-porfirina como un fotosensibilizador24. Recientemente, Ott y sus compañeros de trabajo han incorporado con éxito el catalizador cobaloxime dentro de un marco orgánico metálico (MOF) que mostraba la producción fotocatalítica de H2 en presencia de tinte orgánico27. Sin embargo, la inclusión de los fotosensibilizadores de alto peso molecular en el marco cobaloxime redujo la solubilidad del agua al tiempo que afectaba a la estabilidad a largo plazo de los diápulas en condiciones catalíticas. La estabilidad de los diques activos en condiciones acuosas durante la catálisis es crucial, ya que el agua omnipresente es una fuente atractiva de protones durante la catálisis. Por lo tanto, existe una necesidad seria de desarrollar un sistema de diadido fotosensibilizador-cobaloxime soluble y estable para establecer una configuración de producción de H2 foto-impulsada eficiente y económica.

Aquí en este trabajo, hemos anclado un tinte orgánico a base de estilbeno28 como fotosensibilizador al núcleo de cobaloxime a través del vinculador de piridina axial(Figura 1). El peso molecular ligero del tinte aseguró una mejor solubilidad del agua del dyad. Esta molécula híbrida de estilbeno-cobaloxime se caracterizó en detalle a través de espectroscopia óptica y 1H RmN junto con su aclaración de estructura de cristal única. Los datos electroquímicos revelaron la producción electrocatalítica activa de H2 por el motivo cobaloxime incluso con el tinte orgánico añadido. Este complejo híbrido exhibió una producción significativa de H2 fotoimpulsada cuando se expuso a la luz solar directa en presencia de un donante de electrones sacrificialapropiado apropiado en una solución de agua/DMF 30:70 (N,N-dimetilformamida) sin ninguna degradación de la estructura híbrida complementada por estudios de espectroscopia óptica. Durante la fotocatálisis del complejo híbrido se empleó un sencillo dispositivo fotocatalítico, compuesto por un detector H2, que demostró la producción continua de gas H2 bajo condición aeróbica acuosa sin ningún período de retraso preliminar. Por lo tanto, este complejo híbrido tiene el potencial de convertirse en la base para el desarrollo de la próxima generación de catalizadores de producción H2 impulsados por energía solar para una utilización eficiente de la energía renovable.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Protocolo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Síntesis del híbrido fotosensibilizador-catalizador

  1. Síntesis del precursor del catalizador Co(dmg)2Cl2 complejo
    NOTA: Este complejo se sintetizó siguiendo la versión modificada del procedimiento29notificado.
    1. Disolver 232 mg (1 mmol) de ligando dimetilglioxima (dmg) (dos equivalentes en esta reacción) en 27 ml de acetona.
    2. Disolver 118 mg (0,5 mmol) de CoCl2x 6H2O (un equivalente en esta reacción) en 3 ml de agua desionizada por separado que produce una solución de color rosa.
    3. Añadir la gota de gota acuosa de coCl2 a la solución de acetona que contiene dmg con agitación continua a temperatura ambiente.
    4. Supervise de cerca el cambio en el color de la solución, que se convertirá secuencialmente en color verde azulado después de la adición de metal.
    5. Continúe la reacción durante 2 h.
    6. Filtrar la mezcla de reacción a través de un papel de filtro grado 40 y mantener el filtrado a 4 oC durante la noche.
    7. Al día siguiente, obtener el precipitado de color verde de Co(dmg)2Cl2 complejo (cobaloxime) de la solución y filtrarlo a través de grado 40 papel de filtro.
    8. Seque la muestra bajo el aire.
  2. Síntesis del híbrido fotosensibilizador (PS)-cobaloxime
    NOTA: El fotosensibilizador basado en estilbeno (PS) se sintetizó según el método28reportado. Se siguieron los siguientes pasos para la síntesis compleja híbrida PS-catalyst.
    1. Añadir 100 mg (0,277 mmol) de cobaloxime (un equivalente) (sintetizado en el paso 1) en 5 ml de metanol. Formará una suspensión verde.
    2. Añadir 38 l (0,277 mmol) de trietilamina (TEA) base (un equivalente) a la suspensión verde con agitación continua. La solución se volverá marrón transparente después de 1 min.
    3. Añadir 65 mg (0,277 mmol) de tinte de estilbeno sólido (un equivalente) a la solución de cobalto añadido TEA mencionada anteriormente en metanol.
    4. Continuar la agitación durante 3 h. Monitorear de cerca el cambio en la solución, que producirá secuencialmente el precipitado de color marrón rojizo del híbrido PS-cobaloxime.
    5. Filtrar el precipitado de color marrón rojizo con papel de filtro grado 40 y lavarlo con una gran cantidad de metanol frío (20 ml).
    6. Disolver el precipitado en cloroformo (10 ml) y recoger el filtrado de color marrón rojizo.
    7. Evaporar el filtrado a presión reducida utilizando un rotavapor a temperatura ambiente.
    8. Recoger el producto sólido de color marrón rojizo [Rendimiento observado: 76 mg (65%)].
    9. Recristalizar el producto de la solución de cloroformo a temperatura ambiente, donde el cloroformo se evapora lentamente para producir cristales de color marrón rojizo del complejo.

2. Caracterización del híbrido fotosensibilizador-cobaloxime

  1. Caracterización de LA RMN
    1. Disolver 5,0 mg del complejo híbrido PS-Cobaloxime purificado en 650 ml de d6-DMSO.
    2. Registre la RMN de 1H en el espectrómetro de RMN a temperatura ambiente.
      NOTA: 1 Las señales de RMN de H,en unidades de ppm (ppm) con el número correspondiente de protones, su identidad y el patrón de división entre paréntesis (s á singlet, d á doublet, m a multiplet), son las siguientes: 1H NMR: 2.34 (12H, -dmg-CH3, s), 2,97 (6H, -dye-N-(CH3)2, s), 6.74 (2H, tinte-aromático, d), 6,84 (1H, alilícico-H, d), 7,48 (5H, cuatro colorantes aromáticos, un alilícico-H,m), 7,82(2H, tinte-aromático, d), 18,47(2H, dmg-no).
  2. Espectroscopía UV-Vis
    1. Prepare una solución de 1,0 mM del complejo PS-cobaloxime en N,N-dimetilformamida (DMF) añadiendo la cantidad adecuadamente pesada del complejo en el disolvente.
    2. Diluir la solución 10 veces con DMF en blanco para generar 0,1 mM de solución del complejo híbrido en DMF.
    3. Diluirlo aún más 5 veces con DMF en blanco para generar una solución de 20 M del complejo híbrido en DMF.
    4. Registre los espectros ópticos de la solución compleja PS-cobaloxime de 20 m utilizando un espectrofotómetro.
      NOTA: Los picos UV-Vis (a/nm), con el coeficiente de extinción molar correspondiente (O/M-1cm-1) entre paréntesis, son los siguientes: 266 (13400) y 425 (14600).
  3. Determinación de la estructura de cristal única
    1. Preparar una muestra concentrada de 0,2 M del complejo híbrido ps-catalizador en 5 ml de cloroformo. Cultivar cristales de color marrón rojizo (cúbico) del complejo a partir de esa solución de cloroformo durante 3 días.
    2. Seleccione un cristal adecuado del complejo y monte en un crio-bucle usando crioprotector (por ejemplo, aceite de paratono).
    3. Recopile los datos de difracción de cristal único para el complejo híbrido a 298 K en el difractómetro.
    4. Aplicar la corrección de absorción empírica a los datos empleando el método multi-scan en la programación SADABS30.
    5. Resuelva la estructura mediante métodos directos con SHELXS-97 y refinar por la matriz completa menos métodos cuadrados en F2 utilizando el SHELXL-201431.
  4. Estudios electroquímicos
    1. Preparación de muestras
      1. Preparar una solución de 1 mM del complejo híbrido PS-catalyst en HPLC grado DMF que contiene fluoruro de amonio tetra-N-butilo de 0,1 M (n-Bu4N+F-/TBAF).
      2. Colocar 2 ml de la solución de muestra preparada en el paso 1 de la célula electroquímica (volumen 5 ml).
      3. Purgar el gas N2 a través de la solución durante 30 minutos para eliminar el oxígeno.
    2. Preparación de electrodos
      1. Pulir el electrodo de trabajo de carbono-disco vidrioso de 1 mm de diámetro con pasta de alúmina de 0,25 m preparada en agua sobre una almohadilla de pulido.
      2. Enjuague bien el electrodo pulido con una gran cantidad de agua desionizada.
      3. Coloque el electrodo de trabajo limpio en la célula electroquímica.
      4. Coloque el electrodo de referencia Ag/AgCl (en 1,0 M AgNO3)y el electrodo contador de alambre de platino (Pt) en la célula electroquímica.
      5. Conecte todos los electrodos en consecuencia al potenciostato.
    3. Recopilación de datos
      1. Detenga la purga de gas N2 antes del experimento electroquímico.
      2. Mantenga un flujo continuo de N2 por encima de la solución de muestra en la célula electroquímica.
      3. Registre las voltografías cíclicas (CV) de la muestra desde la dirección anódica hasta la dirección catódica con la velocidad de escaneo adecuada (se utilizó una velocidad de escaneo de 0,1 V/scan en este experimento).
      4. Repita el experimento anterior añadiendo cantidades apropiadas de agua (30% agua en DMF) y ácido trifluoroacético (TFA) (8 oL de 10x TFA diluido), respectivamente.
      5. Añadir ferroceno a la solución de muestra y registrar el CV correspondiente. Ajuste la escala potencial con la pareja de ferroceno (FeCp2+/0 a 0V frente a Ferroceno) para todos los datos recogidos. Por lo tanto, todos los valores potenciales mencionados en este trabajo se hicieron referencia internamente contra la pareja de Ferroceno.

3. Producción catalítica H2 por el híbrido fotosensibilizador-catalizador a la luz solar

  1. Producción fotocatalítica H2 por el complejo híbrido PS-catalyst
    1. Prepare el complejo híbrido PS-catalyst de 0,2 mM en 10 ml de agua DMF de 70:30 (pH 7, 0,1 tampón MES) en un tubo de ensayo de dos cuellos.
    2. Añadir 1 ml de trietanolamina (TEOA) como donante de electrones sacrificiales a la solución de muestra.
    3. Cierre las dos aberturas del tubo de ensayo con el tabique hermético.
    4. Conecte esta configuración con el detector H2 con conexiones de tubería adecuadas.
      NOTA: El detector H2 tiene dos conexiones de tubo. Uno de ellos actúa como la entrada que pasa a través de un detector incorporado para medir la cantidad de H2 (en unidades ppm) presente en la muestra. La muestra de gas medida se conecta de nuevo al recipiente de reacción por el tubo de salida.
    5. Coloque el ajuste bajo la luz solar durante 30 minutos y supervise la velocidad de producción de H2 a través del detector.
  2. Monitorización de la producción de H2 impulsada por energía solar mediante cromatografía de gases (GC)
    1. Recoger 1 ml de gas del espacio de cabeza a través de una jeringa estanca.
    2. Inyecte el gas recogido en el instrumento de cromatografía de gases (GC).
    3. Supervise el cromatógrafo de gases resultante.
    4. Inyectar 1 ml de gas del espacio de cabeza recogido de una muestra de control colocada bajo la oscuridad.
    5. Inyectar 1 ml de gas de una mezcla de gas estándar calibrada que contenga 1% H2.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Resultados

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

En este trabajo, un complejo híbrido stilbene photosensitizer-cobaloxime (C1) se sintetizó con éxito anclando el tinte orgánico (L1) derivado del motivo de piridina como el ligando axial al núcleo de cobalto. Los datos de RMN de 1H del complejo híbrido demostraron claramente la presencia de los protones de cobaloxime y tinte orgánico en el mismo complejo. Como se muestra en la Figura 2, la región alifática de campo ascendente destacó la presencia ...

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Discusión

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La mitad de stilbeno fotosensibilizador orgánico se incorporó con éxito al núcleo de cobaloxime a través del enlace de piridina axial(Figura 1). Esta estrategia nos permitió idear un complejo híbrido fotosensibilizador-cobaloxime C1. La presencia tanto del oxime como del tinte orgánico en el mismo marco molecular fue evidente a partir de la estructura cristalina única del C1 (Figura 4). Las funcionalidades de fenilo y piridina d...

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Divulgaciones

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El IIT Gandhinagar y el Gobierno de la India proporcionaron apoyo financiero. También nos gustaría agradecer la financiación extramuros proporcionada por la Junta de Investigación de Ciencia e Ingeniería (SERB) (Archivo no. EMR/2015/002462).

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Electrodo de disco de carbono vítreo de 1 mm de diámetroALS Co., Limited, Japón24121
AcetonaSD productos químicos finos25214L1027 mL
Ag/AgCl electrodo de referenciaALS Co., Limited, Japón121711
Co(dmg)2Cl2Laboratorio sintetizadoNA100 mg
CoCl2.6H2OSigma AldrichC2644118 mg
d6 dmsoLeonid ChemicalsD034EAS 650 µ L
Agua desionizada del sistema de purificación de aguaNANA500 mL
DimetilformamidaSRL Chemicals931865 mL
DimetilglioximaSigma Aldrich40390232 mg
Jeringa hermética al gas JeringaSGE Cerradura Leur219641
MES TampónSigmaM8250195 mg
MetanolFinar67-56-115 mL
Contraelectrodo de platinoALS Co., Limited, Japón22221
Tinte de estilbenoLaboratorio sintetizadoNA65 mg
TBAF (fluoruro de tetra-n-butilamonio)TCI ChemicalsT133820 mg
TrietanolaminaFinar102-71-61 mL
TrietilaminaSigma AldrichT088638 y micro; L
Ácido trifluoroacéticoFinar76-05-110 µ L Papel
de filtro WhatmanGE Healthcare10011252

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chu, S., Majumdar, A. Opportunities and challenges for a sustainable energy future. Nature. 488 (7411), 294-303 (2012).
  2. Lewis, N. S., Nocera, D. G. Powering the planet: Chemical challenges in solar energy utilization. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (43), 15729-15735 (2006).
  3. Faunce, T. A., et al. Energy and environment policy case for a global project on artificial photosynthesis. Energy and Environmental Science. 6 (3), 695-698 (2013).
  4. Artero, V., Fontecave, M. Solar fuels generation and molecular systems: is it homogeneous or heterogeneous catalysis. Chemical Society Reviews. 42 (6), 2338-2356 (2013).
  5. Artero, V. Bioinspired catalytic materials for energy-relevant conversions. Nature Energy. 2, 17131(2017).
  6. Ball, M., Wietschel, M. The future of hydrogen - opportunities and challenges. International Journal of Hydrogen Energy. 34 (2), 615-627 (2009).
  7. da Silva Veras, T., Mozer, T. S., da Costa Rubim Messeder dos Santos, D., da Silva César, A. Hydrogen: Trends, production and characterization of the main process worldwide. International Journal of Hydrogen Energy. 42 (4), 2018-2033 (2017).
  8. Artero, V., Fontecave, M. Some general principles for designing electrocatalysts with hydrogenase activity. Coordination Chemistry Reviews. 249 (15), 1518-1535 (2005).
  9. Razavet, M., Artero, V., Fontecave, M. Proton Electroreduction Catalyzed by Cobaloximes: Functional Models for Hydrogenases. Inorganic Chemistry. 44 (13), 4786-4795 (2005).
  10. Landrou, G., Panagiotopoulos, A. A., Ladomenou, K., Coutsolelos, A. G. Photochemical hydrogen evolution using Sn-porphyrin as photosensitizer and a series of Cobaloximes as catalysts. Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 20, 534-541 (2016).
  11. Panagiotopoulos, A., Ladomenou, K., Sun, D., Artero, V., Coutsolelos, A. G. Photochemical hydrogen production and cobaloximes: the influence of the cobalt axial N-ligand on the system stability. Dalton Transactions. 45 (15), 6732-6738 (2016).
  12. Wakerley, D., Reisner, E. Development and understanding of cobaloxime activity through electrochemical molecular catalyst screening. Physical Chemistry Chemical Physics. 16 (12), 5739-5746 (2014).
  13. Hawecker, J., Lehn, J. M., Ziessel, R. Efficient homogeneous photochemical hydrogen generation and water reduction mediated by cobaloxime or macrocyclic cobalt complexes. Nouveau Journal de Chimie. 7 (5), 271-277 (1983).
  14. Du, P., Knowles, K., Eisenberg, R. A Homogeneous System for the Photogeneration of Hydrogen from Water Based on a Platinum(II) Terpyridyl Acetylide Chromophore and a Molecular Cobalt Catalyst. Journal of the American Chemical Society. 130 (38), 12576-12577 (2008).
  15. Du, P., Schneider, J., Luo, G., Brennessel, W. W., Eisenberg, R. Visible Light-Driven Hydrogen Production from Aqueous Protons Catalyzed by Molecular Cobaloxime Catalysts. Inorganic Chemistry. 48 (11), 4952-4962 (2009).
  16. To, W. P., et al. Luminescent Organogold(III) Complexes with Long-Lived Triplet Excited States for Light-Induced Oxidative C-H Bond Functionalization and Hydrogen Production. Angewandte Chemie International Edition. 51 (11), 2654-2657 (2012).
  17. Zhang, P., et al. Phosphine Coordination to a Cobalt Diimine–Dioxime Catalyst Increases Stability during Light-Driven H2 Production. Inorganic Chemistry. 51 (4), 2115-2120 (2012).
  18. McCormick, T. M., et al. Reductive Side of Water Splitting in Artificial Photosynthesis: New Homogeneous Photosystems of Great Activity and Mechanistic Insight. Journal of the American Chemical Society. 132 (44), 15480-15483 (2010).
  19. Zhang, P., et al. Photocatalytic Hydrogen Production from Water by Noble-Metal-Free Molecular Catalyst Systems Containing Rose Bengal and the Cobaloximes of BFx-Bridged Oxime Ligands. The Journal of Physical Chemistry C. 114 (37), 15868-15874 (2010).
  20. Dalle, K. E., Warnan, J., Leung, J. J., Reuillard, B., Karmel, I. S., Reisner, E. Electro- and Solar-Driven Fuel Synthesis with First Row Transition Metal Complexes. Chemical Reviews. 119 (4), 2752(2019).
  21. Fihri, A., Artero, V., Razavet, M., Baffert, C., Leibl, W., Fontecave, M. Cobaloxime-Based Photocatalytic Devices for Hydrogen Production. Angewandte Chemie International Edition. 47 (3), 564-567 (2008).
  22. Li, C., Wang, M., Pan, J., Zhang, P., Zhang, R., Sun, L. Photochemical hydrogen production catalyzed by polypyridyl ruthenium-cobaloxime heterobinuclear complexes with different bridges. Journal of Organometallic Chemistry. 694 (17), 2814-2819 (2009).
  23. Mulfort, K. L., Tiede, D. M. Supramolecular Cobaloxime Assemblies for H2 Photocatalysis: An Initial Solution State Structure-Function Analysis. The Journal of Physical Chemistry B. 114 (45), 14572-14581 (2010).
  24. Zhang, P., Wang, M., Li, C., Li, X., Dong, J., Sun, L. Photochemical H2 production with noble-metal-free molecular devices comprising a porphyrin photosensitizer and a cobaloxime catalyst. Chemical Communications. 46 (46), 8806-8808 (2009).
  25. McCormick, T. M., Han, Z., Weinberg, D. J., Brennessel, W. W., Holland, P. L., Eisenberg, R. Impact of Ligand Exchange in Hydrogen Production from Cobaloxime-Containing Photocatalytic Systems. Inorganic Chemistry. 50 (21), 10660-10666 (2011).
  26. Veldkamp, B., Han, W. S., Dyar, S., Eaton, S., Ratner, M., Wasielewski, M. Photoinitiated multi-step charge separation and ultrafast charge transfer induced dissociation in a pyridyl -linked photosensitizer-cobaloxime assembly. Energy & Environmental Science. 6 (6), 1917-1928 (2013).
  27. Roy, S., Bhunia, A., Schuth, N., Haumann, M., Ott, S. Light-driven hydrogen evolution catalyzed by a cobaloxime catalyst incorporated in a MIL-101(Cr) metal-organic framework. Sustainable Energy & Fuels. 2 (6), 1148-1152 (2018).
  28. Song, T., Yu, J., Cui, Y., Yang, Y., Qian, G. Encapsulation of dyes in metal-organic frameworks and their tunable nonlinear optical properties. Dalton Transactions. 45 (10), 4218-4223 (2016).
  29. Schrauzer, G. N., Parshall, G. W., Wonchoba, E. R. Bis(Dimethylglyoximato)Cobalt Complexes: ("Cobaloximes"). Inorganic Syntheses. , 61-70 (2007).
  30. Sheldrick, G. M. Program for Empirical Absorption Correction of Area Detector Data. Sadabs. , University of Gottingen. Germany. (1996).
  31. Gruene, T., Hahn, H. W., Luebben, A. V., Meilleur, F., Sheldrick, G. M. Refinement of macromolecular structures against neutron data with SHELXL2013. Journal of Applied Crystallography. 47, 462-466 (2014).
  32. Kumari, B., Paramasivam, M., Dutta, A., Kanvah, S. Emission and Color Tuning of Cyanostilbenes and White Light Emission. ACS Omega. 3 (12), 17376-17385 (2018).
  33. Schrauzer, G. N., Lee, L. P., Sibert, J. W. Alkylcobalamins and alkylcobaloximes. Electronic structure, spectra, and mechanism of photodealkylation. Journal of the American Chemical Society. 92 (10), 2997-3005 (1970).
  34. Groom, C. R., Bruno, I. J., Lightfoot, M. P., Ward, S. C. The Cambridge Structural Database. Acta Crystallographica Section B, Structural Science, Crystal Engineering and Materials. 72, Pt 2 171-179 (2016).
  35. Das, A., Han, Z., Haghighi, M. G., Eisenberg, R. Photogeneration of hydrogen from water using CdSe nanocrystals demonstrating the importance of surface exchange. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (42), 16716-16723 (2013).
  36. Das, A., Han, Z., Brennessel, W. W., Holland, P. L., Eisenberg, R. Nickel Complexes for Robust Light-Driven and Electrocatalytic Hydrogen Production from Water. ACS Catalysis. 5 (3), 1397-1406 (2015).
  37. Eckenhoff, W. T., Eisenberg, R. Molecular systems for light driven hydrogen production. Dalton Transactions. 41 (42), 13004-13021 (2012).
  38. Dutta, A., Appel, A. M., Shaw, W. J. Designing electrochemically reversible H 2 oxidation and production catalysts. Nature Reviews Chemistry. 2 (9), 244(2018).
  39. Savéant, J. M. Proton Relays in Molecular Catalysis of Electrochemical Reactions: Origin and Limitations of the Boosting Effect. Angewandte Chemie International Edition. 58 (7), 2125-2128 (2019).
  40. Khandelwal, S., Zamader, A., Nagayach, V., Dolui, D., Mir, A. Q., Dutta, A. Inclusion of Peripheral Basic Groups Activates Dormant Cobalt-Based Molecular Complexes for Catalytic H2 Evolution in Water. ACS Catalysis. , 2334-2344 (2019).
  41. Staffell, I., et al. The role of hydrogen and fuel cells in the global energy system. Energy & Environmental Science. 12 (2), 463-491 (2019).

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Reimpresiones y permisos

Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE

Solicitar permiso

Etiquetas

H brido de fotosensibilizador y cobaloximaproducci n de hidr genofotocat lisis impulsada por energ a solars ntesis de cobaloximaespectroscopia UV Visdifracci n de rayos X de monocristalvoltamperometr a c clicacromatograf a de gasesdonador de electrones sacrificial

Artículos relacionados