Síntese de complexos de cobalto, ferro e cobre, com ligante nitrogenado e carboxilato, aplicados a oxidação da água.

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Tipo do documento:	Dissertação
Título:	Síntese de complexos de cobalto, ferro e cobre, com ligante nitrogenado e carboxilato, aplicados a oxidação da água.
Título(s) alternativo(s):	Synthesis of cobalto, iron and copper complexes, with nitrogen and carboxylate ligant, applied to oxidation of water
Autor:	Macedo, Renata Pereira Paiva
Primeiro orientador:	Carvalho, Nakédia Maysa Freitas
Primeiro membro da banca:	Horn Junior, Adolfo
Segundo membro da banca:	Lima, Juliana Fonseca de
Resumo:	Atualmente o mundo tem caminhado em um ritmo desenfreado em relação ao uso dos recursos não renováveis, o que gera graves problemas ambientais, tal como o aquecimento global. As energias renováveis oferecem inúmeras vantagens como à redução da emissão de poluentes, baixo custo benefício, renovação dos recursos e a não destruição dos ecossistemas. A fotossíntese é um processo em que a energia luminosa é transformada em energia química, armazenada em moléculas de ATP e NADPH de bactérias verdes e púrpuras, de cianobactérias, de algas e de plantas. Uma das etapas deste processo é a oxidação da água, onde se produz oxigênio, que é liberado para o ambiente, e o hidrogênio, que se combina com o gás carbônico formando assim os carboidratos. A catálise do processo de oxidação da água se dá por um complexo chamado CEO (complexo de evolução de oxigênio) que faz parte do FSII (fotossistema II). Este complexo se estrutura com centros de íons de manganês interligados à proteínas. A função do CEO é quebrar a molécula de água, para tal a retirada de quatro elétrons é necessária para cada duas moléculas de H2O, o que vai resultar na redução do P680 e na formação do oxigênio molecular. Como maneira de produção de energia limpa e renovável, tem-se aumentado os estudos em volta da elaboração de um sistema fotossintético artificial, que possa produzir energia elétrica ou química a partir de energia solar. Uma das abordagens para a produção da chamada folha artificial, é o desenvolvimento de catalisadores para promover a oxidação da água. No presente trabalho foi realizada a síntese e caracterização de complexos de cobalto, ferro e cobre, que são miméticos aos centros de manganês existentes no sistema natural, e que se apresentaram como potenciais catalisadores da reação de oxidação da água. Os resultados da oxidação química da água mostram que o complexo de cobre apresenta melhores resultados de atividade catalítica quando testado com o oxidante CAN, produzindo maiores quantidades de oxigênio molecular. A oxidação eletroquímica da água, apresentou resultados satisfatórios para os complexos de ferro e cobre, devido a redução do sobrepotencial de oxidação. As análises de voltametria cíclica também permitiram analisar o comportamento dos complexos em função do pH da solução, confirmando a ocorrência de transferência de prótons acoplada à transferência de elétrons
Abstract:	Currently, the world has been moving at a hectic pace of non-renewable resources, which creates serious environmental problems such as global warming. Renewable energy offers numerous advantages such as reduced emissions, low cost benefit, renewal of resources and not destruction of ecosystems. Photosynthesis is a process where the energy of light is converted into chemical energy stored in molecules of ATP and NADPH in green and purple bacteria, cyanobacteria, algae and plants. One of the steps in this process is the oxidation of water, where oxygen is produced and released to the environment; and hydrogen, which combines with carbon dioxide to form carbohydrates. The catalytic water oxidation process is promoted by a complex called OEC (oxygen-envolving complex), which is part of PSII (photosystem II). This complex contains a manganese cluster, Mn4CaO5, linked to the aminoacid residue of the protein. The function of OEC is to break the water molecule, for which the removal of four electrons is needed by each two H2O molecules, resulting in the reduction of P680 and the formation of molecular oxygen. As a way to produce clean and renewable energy, the studies around the development of an artificial photosynthetic system that can produce electricity or chemicals from solar energy have increased. One approach to the production of the so-called artificial leaf, is the development of catalysts to promote the oxidation of water. In the current project the synthesis and characterization of cobalt, iron and copper complexes were carried out, which are mimetics to the manganese centers in the natural system, and appears as potential catalysts for the water oxidation reaction. The results of the water oxidation reaction show that the copper complex presents better results for the catalytic activity when tested with the CAN oxidant, generating a higher amount of molecular oxygen. The electrocatalytic water oxidation showed satisfactory results for the iron and copper complexes due the reduction of the oxidation overpotential. The cyclic voltammetric analyses also allow the determination of the complexes behavior in function of the pH variation, which presented the occurrence of protonation coupled to electron transfer
Palavras-chave:	Oxidation of water OEC artificial photosynthesis cobalt complexes iron complexes copper complexes Oxidação da água CEO fotossíntese artificial complexos de cobalto complexos de ferro complexos de cobre
Área(s) do CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Química
Citação:	MACEDO, Renata Pereira Paiva. Síntese de complexos de cobalto, ferro e cobre, com ligante nitrogenado e carboxilato, aplicados a oxidação da água.. 2018. 141 f. Dissertação (Mestrado em Química ambiental; Polímeros) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15858
Data de defesa:	2-Fev-2018
Aparece nas coleções:	Mestrado em Química

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