Co(IV)–okso merkezinde O–O bağ oluşumunun kuantum kimyasal incelenmesi.

Abstract

Su ayrıştırma işlemi için nötral koşullarda yüksek aktiflik göstreren ve kararlı olan su oksidasyonu katalizörü geliştirmek zorlu bir işlemdir. Bunun nedeni kullanılacak katalizörün birçok ihtiyacı karşılaması ve çoklu elektron transferi içermesidir. İridium, Rutenyum merkezli su oksidasyonu katalizörleri gibi yüksek aktiflik gösteren katalizörlerin kararsız, toksit ve pahalı olması nedeniyle yeni arayışlara gidilmiştir. Bu alanda kobalt merkezli katalizörler yüksek aktiflik ve kararlılıklarıyla ideal adaylar arasındadır. Bu çalışmamda deneysel olarak hazırlanmış ve deneysel olarak oksijen çıkışının gözlendiği su oksidasyonu katalizörü Co3(BO3)2'nin elektronik yapı analizleri yapıldı. Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (YFT, DFT) ve Kendi İçinde Uyumlu Tam Aktif Uzay (CASSCF) yöntemleri ile hesaplanan Kobalt-Bor yapısı, Kobalt-Su yapısı referans alınarak incelendi ve sistemlerin elektronik yapılarının analizi yapıldı.

Developing a water oxidation catalyst which exhibits both high activity and stability under neutral conditions is a challenging process for water splitting. The main reason is that catalyst has to meet many requirements and contains multiple electron transfers. New searches have been made because high-activity catalysts such as iridium and ruthenium-based water oxidation catalysts are unstable, toxic and expensive. In this field, cobalt-centered catalysts are among the ideal candidates with high activity and stability. In this study, electronic structure analysis of experimentally prepared water oxidation catalyst Co3(BO3)2 was investigated. Cobalt-Boron structure calculated by Density Functional Theory (DFT) and Complete Active Space Self-Consistent Field (CASSCF) methods. Cobalt-Boron structure was examined by reference to Cobalt-Water structure and the electronic structures of the systems were analyzed.