Studie naar het intrinsieke dynamische gedrag van stabiele Zr-gebaseerde metaal-organische roosters voor complexe katalytische transformaties zoals redox chemie

De algemene doelstelling van dit voorstel is de exploratie van de intrinsieke dynamiek van de metalligand (M-L) binding in een klasse van stabiele op Zr gebaseerde metaal-organische raamwerken met als voornaamste doel de materialen voor complexe katalytische transformaties, inclusief redoxchemie, af te stemmen. We zijn van plan om MOF-scaffolds te ontwikkelen die kunnen worden gebruikt in ligand-geassisteerde katalyse voor C-H-binding activering van aromatische verbindingen, waarbij het MOF zelf de functie van het ligand aanneemt. Recente experimentele en theoretische rapporten hebben aangetoond dat het stabiele UiO-66-materiaal veel dynamischer is dan oorspronkelijk werd aangenomen. De M-L-binding kan tijdelijk breken, zonder afbreuk te doen aan de stabiliteit, wat resulteert in dynamische veranderingen van het coördinatiegetal die de mogelijkheid bieden om de structuur aan te passen, waardoor dynamische protonshuttles, post-synthetische kationuitwisseling en het vermogen om redox-actieve kationen aan te leggen mogelijk worden gemaakt. Hierin zullen we een fundamentele studie uitvoeren over de intrinsieke flexibiliteit van een klasse op Zr6 gebaseerde MOF's verbonden met verschillend gevormde organische linkers en zirkoniumknoopconnectiviteit variërend van 12 tot 6. De materialen zijn bijzonder interessant voor katalyse, vanwege hun stabiliteit, groter poriën en inwendig oppervlak. State-of-the-art op moleculaire dynamica gebaseerde simulatiemethoden, laten toe om het systeem in situ te volgen tijdens activeringsprocessen, wat een enorme uitdaging vormt om experimenteel te realiseren. Het project steunt op een bilaterale samenwerking tussen een theoretische en experimentele groep.