Un nuevo descubrimiento revela el papel clave de los iones de níquel en el proceso de Simons
Esta investigación pionera permite una mejora específica del proceso Simons, de gran importancia para la industria química
Investigadores del Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM) y de la Universidad Libre de Berlín han descifrado por primera vez el mecanismo exacto del proceso de Simons. El proceso electroquímico es de gran importancia para la producción de compuestos fluoroorgánicos y se utiliza en la industria farmacéutica, agroquímica, de producción de plásticos y electrónica, entre otras.
Las acumulaciones de iones de níquel forman una película oscura en un ánodo.
BAM
El proceso Simons, que lleva el nombre de su descubridor, el químico estadounidense Joseph H. Simons, utiliza un proceso electroquímico para sintetizar compuestos fluoroorgánicos. Al hacer pasar una corriente a través de una solución electrolítica que contiene fluoruro de hidrógeno en un ánodo y un cátodo, se producen iones fluorados que reaccionan con otros iones o moléculas de la solución para formar los compuestos fluorados deseados.
Aunque este proceso se utiliza desde hace más de 70 años, el mecanismo exacto del proceso Simons ha sido hasta ahora un misterio. Lo único que se sabía era que se formaba una película negra en el ánodo de níquel durante el proceso de electrólisis.
Para poder analizar esta película con mayor precisión, el equipo interdisciplinar de investigadores utilizó por primera vez la fuente de sincrotrón BESSY II del Helmholtz-Zentrum de Berlín. Con la ayuda de una célula de medición especialmente desarrollada, fue posible realizar mediciones in situ en el ánodo, lo que permitió incluso observar átomos individuales durante la electrofluoración. Las investigaciones revelaron que en la capa negra se forman centros de iones de níquel altamente valentes durante el proceso de Simons, que son cruciales para el éxito de la electrofluoración.
Este descubrimiento pionero permite mejorar específicamente el proceso de Simons y hacerlo más eficiente, lo que es de gran importancia para la industria química. La investigación se ha llevado a cabo en el marco del Centro de Investigación en Colaboración "Interacciones específicas del flúor", financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG).
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Publicación original
Gene Senges, Ana Guilherme Buzanich, Tilen Lindič, Tyler A. Gully, Marlon Winter, Martin Radtke, Bettina Röder, Simon Steinhauer, Beate Paulus, Franziska Emmerling, Sebastian Riedel; "Unravelling highly oxidized nickel centers in the anodic black film formed during the Simons process by in situ X-ray absorption near edge structure spectroscopy"; Chemical Science, Volume 15, 2024
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