Síntese de óxidos de manganês funcionalizados com ligantes orgânicos como catalisadores para a reação de oxidação da água

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Silva, Fernando Lucas Gonçalves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Water oxidation; photosystem II; artificial photosynthesis; manganese oxide; organic ligand; Oxidação da água; fotossistema II; fotossíntese artificial; óxidos de manganês; ligantes orgânicos; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISE
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15840

A produção mundial de energia está concentrada nas fontes oriundas de combustíveis fósseis, cujas reservas tem se esgotado ao longo dos anos. Na fotossíntese, as plantas utilizam a luz solar como fonte de energia e a molécula de água como doadora de elétrons a fim de converter dióxido de carbono em carboidratos. Durante este processo, que ocorre no fotossistema II, a água é clivada, levando a formação de uma molécula de oxigênio, quatro prótons e quatro elétrons. O presente trabalho propõe o estudo de óxidos de manganês (Mn2O3 e MnO2) funcionalizados com ligantes orgânicos comerciais (ácido picolínico, etilenodiamina e piridina) que atuem como catalisadores no processo de oxidação da água de forma semelhante àquela decorrente da ação do agregado de manganês no fotossistema II. Os resultados obtidos para oxidação da química da água utilizando nitrato de amônio cério como oxidante mostraram que a incorporação de ligantes ao MnO2, independente da fase cristalográfica estudada, melhora a sua atividade catalítica, devido à redução de alguns sítios Mn4+ promovida pelo ligante, permitindo assim a existência da valência mista Mn4+/Mn3+, condição essencial para a catálise da reação de oxidação da água. Já para o Mn2O3 comercial foi observado o comportamento inverso, uma vez que a redução dos sítios Mn3+ leva à uma espécie sem atividade oxidante (Mn2+). Ainda, as curvas TG/DTG permitiram calcular a quantidade de ligante incorporada bem como verificar o efeito que a redução dos sítios Mn4+ e Mn3+ causa na temperatura de transformação térmica dos óxidos