Nuevos marcos de metaloporfinas de zirconio heterometálicas y sus derivados de carbono de alta superficie activa activados por heteroátomos

Se sintetizaron cuatro marcos cúbicos de zirconio-porfirina, CPM-99(H2, Zn, Co, Fe), mediante una estrategia guiada por la configuración molecular. La adición de brazos laterales meso-sustituidos (con anillos de bifenilo de doble torsión) de los enlazadores de porfirina tetratópicos permite una implementación exitosa de marcos de zirconio-carboxilato con una jaula cúbica de 2.5 nm. El efecto de plantillas duras del clúster de Zr6-polióxido y los centros de (metalo)porfirina embebidos uniformemente dotan a CPM-99 de propiedades altamente deseables como precursores para catalizadores de reacción de reducción de oxígeno (ORR). Los productos pirolíticos no solo retienen la morfología microcúbica de la CPM-99 original, sino que también poseen sitios activos porfirínicos, porosidad jerárquica y redes altamente conductoras. El material derivado de CPM-99Fe, denominado CPM-99Fe/C, exhibe la mejor actividad ORR, comparable a la referencia de 20% Pt/C en medios alcalinos y ácidos, pero CPM-99Fe/C es más duradero y tolerante al metanol. Este trabajo demuestra una nueva ruta para el desarrollo de catalizadores de ORR de metales no preciosos a partir de MOFs de metaloporfinas estables.