UiO-66における活性部位の性質とフィッシャーエステル化における水の有益な影響

テレフタル酸ジルコニウム UiO-66型金属有機フレームワーク (MOF) は、カルボン酸とアルコールのエステル化に対して非常に活性、安定性、再利用可能な触媒として知られています。さらに、これらのMOFの構造に欠陥が存在する場合、ルイス酸特性を持つ配位的に不飽和なZrイオンが生成され、結果として得られる欠陥固体の触媒活性が増加します。本研究では、様々な欠陥を持つ水和物質および脱水物質に関する新しい実験データと組み合わせた分子モデリング技術により、フィッシャーエステル化における欠陥活性部位の性質と役割、並びに追加のブレンステッドサイトを提供するための配位水分子の役割を解明します。水和物質および脱水物質における反応機構を解明するために、UiO-66およびUiO-66-NH2触媒の周期的モデルが使用されました。水とメタノールの様々な吸着モードが調査されています。提案されたメカニズムは、アミノ基が反応障壁を低下させることと一致しており、材料の電子構造を調整する際には受動的な役割を持っています。水は、追加のブレンステッドサイトを提供し、様々な中間体の安定化を水素結合を通じて提供することにより、反応サイクルに有益な役割を果たします。