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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Redução eletrocatalítica de CO2 e detecção colorimétrica de Zn2+ promovidas por um novo complexo de Re(I) contendo a 4-etil-3-tiossemicarbazida
Alternate title (s): Electrocatalytic reduction of CO2 and colorimetric detection of Zn2 + promoted by a new Re (I) complex containing 4-ethyl-3-thiosemicarbazide
Author: Souza, Breno Luiz de
First Advisor: Patrocinio, Antonio Otavio de Toledo
First coorientator: Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza
First member of the Committee: Guerra, Wendell
Second member of the Committee: Bonacin, Juliano Alves
Summary: Este trabalho relata o desenvolvimento de um novo complexo tricarbonílico de Re(I) com um derivado da 4-etil-3-tiossemicarbazida. Para tal foi obtido o ligante inédito (Z)-N-etil-2-(6-oxo-1,10-fenantrolin-5(6H)-ilideno)hidrazinacarbotiamida (phet). O complexo fac-[ReCl(CO)3(phet)] e o ligante livre phet foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética de hidrogênio (1H- RMN) e os espectros de absorção na região do UV-Vis foram comparados com simulações teóricas obtidas a partir da teoria de densidade funcional dependente no tempo (TD-DFT), sendo possível atribuir a absorção na região visível do espectro a transições IL, MLCT e LLCT. Os dados de luminescência mostraram um decaimento radiativo associado a estados excitados centrados no ligante phet. O ligante e o complexo foram também caracterizados quanto às suas propriedades eletroquímicas. Foi observado um par redox referente a processos da carbonila ligada aos anéis fenantrolínicos, bem como processos redox referentes à tiossemicarbazona. Foram determinadas ainda as constantes de dissociação protônica do estado fundamental (pβ) e do estado excitado (pβ*) do novo complexo. Os valores de pβ = 9,9 e pβ* = 11,5 mostram uma maior facilidade de perda de prótons no estado fundamental e sugerem que a espécie é um ácido de Bronstead mais fraco no estado excitado. Devido aos vários sítios de coordenação livres da tiossemicarbazona, testes colorimétricos com ZnCl2 foram realizados e acompanhados por mudanças nos espectros de absorção na região do UV-Vis, evidenciando uma interação com razão molar 1:1 (Zn2+:Complexo). A alta atividade redox possibilitou ainda testes de eletrocatálise para redução do CO2. Os testes heterogêneos com a eletropolimerização do composto na superfície de eletrodo de carbono vítreo apresentaram uma corrente catalítica de redução do gás 5,5 vezes maior que os testes homogêneos o que evidencia a potencialidade do novo complexo para atuar como catalisador.
Abstract: This work reports the preparation of a novel Re (I) tricarbonyl complex with a 4-ethyl-3-thiosemicarbazide derivative. The novel (Z)-N-ethyl-2-(6-oxo-1,10-phenanthrolin-5(6H)-ylidene) hydrazinecarbutyrate (phet) was obtained for this purpose. The complex fac-[ReCl(CO)3(phet)] and the free ligand phet were characterized by hydrogen nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectroscopy and by absorption spectra in the UV-vis region, which were compared with theoretical simulations obtained (TD-DFT). It was possible to attribute the transitions in the visible region of the spectrum to IL, MLCT and LLCT transitions. The luminescence data showed a radioactive decay associated with excited states centered on the phet ligand. Electrochemical characterization of the ligand and the complex reveals a redox pair associated to the carbonyl group bound to the phenanthroline rings, as well as redox processes related to the thiosemicarbazone substituent. The proton dissociation constants of the ground (pβ) and excited (pβ *) states of the new complex were also determined. The values of pβ = 9.9 and pβ * = 11.5 show the proton loss is facilitated in the ground state, i.e. the specie is a weaker Bronstead acid in the excited state. Due to the various free coordination sites of thiosemicarbazone, colorimetric tests with ZnCl2 were performed and accompanied by changes in absorption spectra in the UV-vis region which showed a 1:1 (Zn2+:Complex) molar ratio interaction. The high redox activity of the complex also allowed its application as electrocatalyst for CO2 reduction. The heterogeneous tests with the electropolymerization of the compound on the vitreous carbon electrode surface showed catalytic reduction currents c.a. 5.5 times higher than those for the homogeneous tests. These results suggests the potential of the new complex to act as a catalyst in the CO2 valorization.
Keywords: Complexos de Re(I)
Fotoquímica
Fotofísica
Eletroquímica
Catálise
Redução de CO2
Quimossensor
Tiossemicarbazona
Re(I) complexes
Photochemistry
Photophysics
Electrochemistry
Catalysis
Reduction of CO2
Chemosensors
Thiosemicarbazone
Química
Ligantes (Bioquímica)
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: SOUZA, Breno Luiz de. Redução eletrocatalítica de CO2 e detecção colorimétrica de Zn2+ promovidas por um novo complexo de Re(I) contendo a 4-etil-3-tiossemicarbazida. 2018. 106 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1157
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1157
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22076
Date of defense: 25-Jul-2018
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