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

Resumen

En esta tesis hemos desarrollado POMSimulator, un novedoso computacional método que predice la especiación acuosa de oxoclusters moleculares así como el mecanismo de formación. En nuestro primer trabajo nos probó esta metodología con un sistema modelo: el octamolibdato, [Mo8O26]4−.1 Reportamos los diagramas de especiación de molibdatos con alta precisión, y propusimos un mecanismo de reacción considerando los equilibrios ácido-base. A continuación, ampliamos esta metodología a todos los isopolioxomolibdatos y -tungstatos.2 Describimos el formación de cúmulos más grandes como: [H32Mo36O128]8−, [W12O42]12−, [W12O40]8-, y [W10O32]4-. Además, introdujimos los diagramas de fase. en nuestra metodología para obtener una mejor visión general de la especiación a diferentes concentraciones. Recientemente, hemos aplicado POMSimulator polioxovanadatos, -niobatos y tantalatos.3 Mostramos que las constantes de formación precisas podrían calcularse para los tres sistemas metal-oxo. Propusimos un intermedio de vanadato, [V5O14]3−, que podría estar involucrado en la interconversión del decavanadato, [V10O28]6−, y los metavanadatos, [VnO3n]n− (n=4,5,6). Es más, informamos el diagrama de especiación de los niobatos, incluido el primordial grupos como [H9Nb24O72]15- y [Nb7O22]9-. En conxiii contraste, no encontramos evidencia de la formación de los análogos de tantalio. No obstante, observamos la formación del decatantalato, [Ta10O28]6−, aunque aún no ha sido sintetizado debido a su poca solubilidad en agua. En general, creemos que nuestro método puede encontrar una sinergia muy prometedora con la química experimental.