Synthèse générale d'une bibliothèque de catalyseurs diatomiques via une approche médiée par un précurseur macrocyclique

Les catalyseurs hétérogènes contenant des sites diatomiques sont souvent supposés avoir une réactivité distinctive en raison d'effets synergiques, mais il existe peu d'approches permettant la production pratique de catalyseurs diatomiques (DAC) avec diverses combinaisons de métaux. Ici, nous présentons une stratégie synthétique générale pour construire une bibliothèque de DAC à travers un large éventail de centres bimatalliques homonucléaires (Fe2, Co2, Ni2, Cu2, Mn2 et Pd2) et hétéro-nucléaires (Fe-Cu, Fe-Ni, Cu-Mn et Cu-Co). Cette stratégie repose sur une approche d'encapsulation-pyrolyse, dans laquelle un complexe macrocyclique encapsulé dans un matériau poreux médie la structure des DAC en préservant le corps principal de l'architecture moléculaire pendant la pyrolyse. Nous prenons la réaction de réduction de l'oxygène (ORR) comme exemple pour montrer que cette bibliothèque de DAC peut offrir d'importantes opportunités pour le développement d'électrocatalyseurs en débloquant une voie de réaction non conventionnelle. Parmi tous les sites étudiés, les sites diatomiques Fe-Cu possèdent une durabilité exceptionnellement élevée pour ORR car les paires Fe-Cu peuvent orienter les étapes élémentaires du cycle catalytique et supprimer les réactions troubles de type Fenton.