Modelling Structural Diversity of Solid Micellar Catalysts, a New Class of Amorphous Single-Site Materials

Promovendus/a: Sara Oliveira Santos

Promotor(en): prof. Mark Saeys

SOlid MIcellar Catalysts (SOMIC) zijn een klasse materialen waarin geïsoleerde actieve sites worden ingebed in een amorf silica-raamwerk en gestabiliseerd door oppervlakte-actieve stof die in de poriën worden vastgehouden. Dit proefschrift richt zich op de invloed van de structurele diversiteit van amorf silica op de stabiliteit en activiteit van sites, met Ru(III)@MCM-41 als het eerste SOMIC-materiaal dat wordt bestudeerd. Ru(III)@MCM-41 bestaat uit Ru(III) single-sites en silanoxo-basische sites die zijn ingebed in de wanden van amorf MCM-41 en gestabiliseerd door quaternaire ammoniumoppervlakte-actieve stoffen. Moleculaire modellen worden gebruikt om de Ru(III)-speciatie in het homogene systeem op te helderen en om mechanistische paden voor CO2-hydrogenering tot formiaat te onderzoeken, inclusief de rol van de base. Hierop voortbouwend evolueert ons werk van moleculaire complexen naar clustermodellen en uiteindelijk naar een complexer periodiek gehydroxyleerd amorf silica-model. Dit toont aan hoe lokale coördinatie, hydroxylatie en toegankelijkheid de stabiliteit en activiteit van Ru(III)-sites afstemmen, terwijl de stabiliserende invloed van de surfactant wordt benadrukt. De reikwijdte van SOMIC-materialen wordt uitgebreid voorbij Ru(III) door alternatieve metalen en oxidatietoestanden te verkennen, wat richting geeft aan de identificatie van veelbelovende kandidaten. Deze inzichten helpen de kloof te overbruggen tussen structurele complexiteit en katalytische prestaties en ondersteunen het ontwerp van nieuwe SOMIC.