Síntese, caracterização e atividade catalítica de complexos de manganês em reações de evolução de oxigênio na quebra de moléculas de água

Abstract

Diante do agravamento dos impactos ambientais associados às mudanças climáticas e ao aquecimento global, a busca por fontes alternativas e sustentáveis de energia tem adquirido crescente relevância científica. Nesse contexto, diversos estudos têm investigado complexos de metais de transição como catalisadores para reações eletroquímicas envolvidas na conversão e no armazenamento de energia, particularmente na reação de evolução de oxigênio (OER) durante a eletrólise da água. Assim, este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar dois novos complexos de manganês e avaliar seu potencial de aplicação como catalisadores em reações de eletro-oxidação, visando ao desenvolvimento de sistemas mais eficientes para a conversão de energia. Para isso, os ligantes 2,4-di-terc-butil-1-hidroxibenzil-6-metil-N-(2-hidroxibenzil)(2-piridilmetil)amina (L1) e 2-[N-bis-(2-piridilmetil)aminometil]-4-metil-6-[N-(2-hidroxi-3-formil-5-metilbenzil)(2-piridilmetil)aminometil]fenol (L2) foram sintetizados com rendimentos de 70,2 % e 75%, respectivamente. Os ligantes foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H e de 13C, confirmando as estruturas propostas. O complexo 1, sintetizado a partir do ligante L1 e cloreto de manganês(II), foi caracterizado por FTIR, espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), análise elementar (CHN) e condutividade molar, além de ter sido submetido a estudos eletroquímicos por voltametria de varredura linear. O complexo 2, sintetizado a partir do ligante L2 e cloreto de manganês(II) tetrahidratado, foi caracterizado por FTIR, uma vez que sua estrutura já havia sido previamente determinada. O complexo 1 foi posteriormente avaliado por voltametria de varredura linear em solução aquosa de KOH, com o objetivo de investigar seu potencial catalítico para a reação de evolução de oxigênio (OER).