Estructura y actividad catalítica de redes de metaloporfirinas

D. GRUMELLI; BUSNENGO, H. FABIO; R. GUTZER; P. ABUFAGER; J. M. LOMBARDI; K. KERN

BsAs

Congreso; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados NANO 2019; 2019

Las porfirinas son moléculas orgánicas que desempeñan un rol vital en la naturaleza[1]. Por ejemplo, el grupo hemo de la hemoglobina tiene un complejo porfirínico en su centroque es responsable del transporte del oxígeno, las porfirinas actúan también como cofactoreshemo de los citocromos y son además fotosensores. La relevancia que poseen estas moléculasen la naturaleza y el hecho que estos sistemas son potenciales candidatos para funcionar comodispositivos orgánicos ha inspirado y disparado el campo de la química de superficies deporfirinas [2,3]. La versatilidad de estas moléculas frente a la elección del centro metálicoabre un campo amplio de aplicaciones que va desde la electrónica y espintrónica molecular ala catálisis [1].Las porfirinas soportadas en superficies se adsorben predominantemente con elmacrociclo paralelo a la superficie. El balance entre las interacciones molécula-molécula ymolécula-sustrato gobiernan el proceso de autoesamblado de estas redes bidimensionales.Diferentes empaquetamientos han sido propuestos para metaloporfirinas en superficies demetales nobles (ver [1] y [4] y referencias allí citadas). Recientemente, ha sido mostrado quela sublimación de un segundo metal a la red induce el reemplazo parcial del centro metálicoque inicialmente yace en el interior del macrociclo [5]. El efecto de este segundo metal en laspropiedades catalíticas de la monocapa autoensamblada resultante (SAM) aún no estácompletamente comprendido.En este trabajo, abordamos teóricamente la determinación estructural de SAM deM 1TPyP/Au(111) (M1 = Fe, Co) y de las SAMs mixtas resultantes de la evaporación de unsegundo metal M2=Fe,Co (M1TPyP+M2/Au(111)). El rol de las distintas interacciones enjuego que determinan el proceso de autoensamblado es evaluado en detalle. Posteriormente,las propiedades catalíticas de FeTPyP y FeTPyP+Co frente a las reacciones de reducción(ORR) y evolución de oxígeno (OER) es investigado con el fin de comprender los factoresmicroscópicos subyacentes en las diferentes propiedades catalíticas de estos sistemas [6].Referencias:[1] W. Auwärter, D. Écija, F. Klappenberger y J. V. Barth, Nature Chemistry 7 (2015) 105.[2] K. Ladomenou, T. N. Kitsopoulos, G. D. Sharma, y A. G. Coutsolelos, RSC Adv. 4 (2014)21379.[3] M. Zhao, S. Ou y C.-D.Wu, Acc. Chem. Res. 47 (2014) 1199.[4] J. M. Gottfried, Surface Science Reports 70 (2015) 259.[5] D. Hötger, P. Abufager, C. Morchutt, P. Alexa, D. Grumelli, J. Dreiser, S. Stepanow, P.Gambardella, H. F. Busnengo, M. Etzkorn, R. Gutzler y K. Kern, Nanoscale 10 (2018) 21116.[6] D. Hötger, M. Etzkorn, C. Morchutt, B. Wurster, J. Dreiser, S. Stepanow, D. Grumelli, R.Gutzler y K. Kern, Physical Chemistry Chemical Physics 21 (2019) 2587.