Foto del docente

Stefano Zacchini

Professore ordinario

Dipartimento di Chimica Industriale "Toso Montanari"

Settore scientifico disciplinare: CHIM/03 CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Temi di ricerca

Sintesi, caratterizzazione strutturale ed elettrochimica di Cluster metallo-carbonilici con proprietà di nanocondensatori molecolari. Sintesi e caratterizzazione strutturale di nano e micro-fili molecolari semiconduttori e conduttori, assemblati con cluster metallo-carbonilici: misure fisiche delle proprietà elettriche e magnetiche. Sintesi e caratterizzazione strutturale di cluster omo- ed etero-nucleari di rodio e studio delle loro reazioni di interconversione in soluzione mediante 13C-{103Rh} NMR. Chimica supramolecolare di cluster metallo carbonilici. Sintesi di cluster carbonilici come precursori di nanoparticelle metalliche supportate su superfici e materiali mesoporosi.

Sintesi e caratterizzazione di Cluster metallo-carbonilici con proprietà di nanocondensatori molecolari. La natura elettronica del nocciolo metallico del cluster metallo-carbonilico è modulabile, in quanto è isolante a bassa nuclearità, diventa semiconduttrice a nuclearità 13-50, ed è prevista diventare metallica per nuclearità superiori a 70. Alcuni cluster carbonilici possono accettare in sequenza ed a potenziali ben definiti fino a 6-8 elettroni e rilasciarli per ossidazione. Come spugne di elettroni sono efficienti quanto i fullereni ed i cluster quasi-molecolari di oro stabilizzati da tioli. Le proprietà elettroniche dei cluster carbonilici sono modulabili e, conseguentemente, le proprietà redox del cluster possono essere sintonizzate in modo fine, ad es. tramite una variazione della sua composizione metallica o per sostituzione di parte delle cariche negative libere con atomi idrurici. Sintesi e caratterizzazione di Nano e micro-fili molecolari semiconduttori e conduttori, assemblati con cluster metallo-carbonilici. I cluster metallo-carbonilici con struttura cilindrica, anzichè sferica, sono spesso già di per sè dei nanofili. Questi si prestano per la loro morfologia ad essere assemblati in fili molecolari continui. A partire dal capostipite K2[Pt(CN)4], nel corso degli anni sono stati pubblicati alcuni esempi di fili molecolari. Ci limitiamo qui a citare due esempi tra i più recenti: il filo monometallico {[Rh(CH3CN)4]2+}8 ed il supercluster {[AgRu6C(CO)16]-}8. Tuttavia questi composti presentano solo la morfologia e non la funzionalità di un un filo conduttore. Al contrario, il sale [NBu4]2[Pt24(CO)48] è già morfologicamente e funzionalmente assimilabile ad un insieme di cavi molecolare di tre fili di platino, schermati da una guaina di CO e separati tra di loro dai cationi. Misure preliminari indicano che la resistività in pastiglia di tale sale è confrontabile con quella misurata su cristallo singolo del sale conduttore-superconduttore [Li6Br2(THF)20]4+[Ga84{N(SiMe3)2}20]4-.2 toluene. E' perciò lecito sperare che la resistività di cristalli singoli o di fasci di fili molecolari iso-orientati di [NBu4]2[Pt24(CO)48] possa diminuire di 3-4 ordini di grandezza ed attestarsi su valori di 10-2 o 10-3 ohm.cm. Lo sviluppo di conduttori molecolari di questo tipo offre il vantaggio di una facile processabilità del materiale, a seguito della solubilità di questi sali in numerosi solventi e della loro tendenza ad auto-assemblare per precipitazione. La conduttività elettrica sembra ulteriormente migliorabile innescando processi di auto-condensazione via legami Pt-M, anziché deboli legami Pt-Pt. A questo scopo si intende studiare la polimerizzazione di unità [Pt3n(CO)6n]2- con cationi metallici mono- e bi-valenti. Sintesi di cluster omo- ed etero-nucleari di rodio e caratterizzazione mediante 13C-{103Rh} NMR Recentemente, nel tentativo di estendere la linea di ricerca (A) anche a metalli del gruppo 9, abbiamo messo a punto delle nuove sintesi di cluster carbonilici di rodio già noti. Come fallout di questi studi, abbiamo ottenuto evidenze sperimentali dell'esistenza di numerose altre specie sia omo- che etero-metalliche. L'aspetto più interessante è costituito dall'esistenza di composti isonucleari, appartenenti a due distinte categorie: i) non iso-scheletali, ii) iso-scheletali ma non isostrutturali ed non isoelettronici. Queste specie sono spesso in equilibrio tra di loro. In collaborazione con l'Università di Liverpool, intendiamo studiare le loro reazioni di interconversione mediante la tecnica NMR di 13C-{103Rh}. Va notato che tali specie potrebbero essere coinvolte nella conversione di CO+H2 in glicol etilenico in condizioni di catalisi omogenea. Chimica supramolecolare di cluster metallo carbonilici: I cluster metallo carbonilicu sono assemblabili in network 1-, 2- e 3-D mediante co-polimerizzazione con leganti organici polidentati o composti di coordinazione di tali leganti che mantengano una funzionalità libera, ad es. cis e trans M)bipy)2(N-N)2, a patto che alcuni siti metallici del cluster siano sostituiti con leganti labili come l'acetonitrile. La sintesi recente di Fe4CCu2(CO)12(MeCN)2 e [Rh15(CO)25(MeCN)2]3-, entrambi con due leganti labili in cis, offre l'opportunità di investigare la costruzione di network a partire da un cluster sia redox-attivo che inattivo. Mediante introduzione di adatti sostituenti sul legante organico dovrebbe essere possibile ottenere materiali facilmente processabili. Sintesi di cluster carbonilici come precursori di nanoparticelle metalliche. La scarsa stabilità termica dei cluster metallo carbonilici si trasforma da difetto in vantaggio allorché queste specie devono essere utilizzate come precursori di nanoparticelle metalliche su supporti (Si amorfo, ceramici) o in materiali mesoporosi. Tali supporti funzionalizzati con nanoparticelle metalliche trovano utilizzo come nuovi catalizzatori per "green chemistry" e nuovi materiali nanostrutturati.

Ultimi avvisi

Al momento non sono presenti avvisi.