POMSimulatorA method for understanding the Multi-Equilibria and Self-Assembly Processes of Polyoxometalates

Resumo

En aquesta tesi hem desenvolupat POMSimulator, una novetat computacional mètode que prediu l'especiació aquosa d'oxocúmuls moleculars així com el mecanisme de formació. En el nostre primer treball nosaltres va provar aquesta metodologia amb un sistema model: l'octamolibdat, [Mo8O26]4−.1 Hem informat dels diagrames d'especiació dels molibdats amb alta precisió, i vam proposar un mecanisme de reacció tenint en compte els equilibris àcid-base. A continuació, hem ampliat aquesta metodologia a tots els isopolioxomolibdats i -tungstats.2 Hem descrit el formació de cúmuls més grans com: [H32Mo36O128]8−, [W12O42]12−, [W12O40]8−, i [W10O32]4−. A més, hem introduït diagrames de fase en la nostra metodologia per obtenir una millor visió general de l'especiació a diferents concentracions. Recentment, hem aplicat POMSimulator als polioxovanadats, -niobats i tantlats.3 Hem demostrat que es podrien calcular constants de formació precises per als tres sistemes metall-oxo. Vam proposar un intermedi vanadat, [V5O14]3−, que podria estar implicada en la interconversió del decavanadat, [V10O28]6−, i els metavanadats, [VnO3n]n− (n=4,5,6). A més, vam informar del diagrama d'especiació dels niòbats, inclòs el primordial clústers com [H9Nb24O72]15− i [Nb7O22]9−. En conxiii trast, no hem trobat cap evidència de la formació dels anàlegs de tàntal. No obstant això, vam observar la formació del decatantalat, [Ta10O28]6−, tot i que encara no s'ha sintetitzat a causa de la seva poca solubilitat en aigua. En general, creiem que el nostre mètode ho pot fer trobar una sinergia molt prometedora amb la química experimental.