Palestra de Fechamento
A professora Dra. Kaline Rabelo Coutinho (USP) está confirmada para a palestra de fechamento do XVI Encontro de Física do ITA (#EFITA 2023)!
Solvent Effect on the Electronic and Structural Properties of Ru complexes as Water-splitting Catalyzes
Resumo
Most molecular ruthenium catalysts are based on polypyridine ligands, which can tolerate harsh oxidation conditions and present high stability towards hydrolysis. Changing one of the pyridine ligands for a water molecule, leads to the formation of the class of Ru/aqua complexes that can easily lose electrons and protons to form reactive high oxidation state Ru=O species. Then, these Ru/aqua complexes have been widely used as redox catalysts in the water-splitting reaction, producing clean fuels as products, like H2 and O2. The understanding of the electronic properties of these complexes in different oxidation states and in different protonation conditions in aqueous solution is a fundamental task for a better description of the artificial water-splitting reaction. We studied the five derivative complexes of [RuII(H2O)(pyridine)(bipyridine)2]2+ in gas phase and in aqueous solution. We have applied a multi-scale method, a sequential QM/MM approach to calculate several electronic properties, such as the solute polarization due to the solvent, the energy of the valence orbitals that affects the oxidation process, the excitations energy of the valence electrons that describe the light harvest process and the excitation energies of the core electrons that identify the chemical environment of each atom of the catalyst. Our results are compared with experimental data of pKa, redox potential, UV-visible absorption spectrum and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and presented a good agreement.
Sobre a autora
A professora Dra. Kaline Rabelo Coutinho possui Graduação em Bacharelado em Física pela Universidade Federal de Pernambuco (1985-1988), Mestrado em Física pela DF/UFPE (1989-1991), Doutorado em Física pela Universidade de São Paulo (1993-1997), docente da Universidade de Mogi da Cruzes (1997-2004), docente do Instituto de Física da USP (2004-atual), professora Livre-docente no IF/USP (2012), professora Titular no IF/USP (2019). Diretora do IF/USP (08/2023-atual). Coordenadora Adjunta da área de Física e Astronomia da CAPES (Quadrienal 2021-2024); Membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo – ACIESP, (2023-atual); Membro do Comitê de Assessoramento da área de Física e Astronomia (CA-FA) do CNPq (2020-2023, vice-coordenadora); Membro do Comitê de Avaliação Quadrienal 2021 da CAPES; Diretora eleita do IF/USP (jun/2023); Chefe do Departamento de Física Geral do IF/USP (2018-2022); Coordenadora do Centro de Computação do IF/USP (2020-2023). Atualmente é professora, pesquisadora e orientadora de graduação e pós-graduação, líder de grupo de pesquisa, coordenadora de projetos no IF/USP. Tem experiência na área de Física e Modelagem Molecular, com ênfase em Simulação Computacional, atuando principalmente nos seguintes temas: matéria mole, efeito solvente, propriedades eletrônicas e estruturais, interfaces, misturas líquidas, materiais porosos, agregados moleculares e nanotecnologia. Estudos teóricos de catalisadores, pigmentos, fármacos, membranas lipídicas, aerossóis e compostos foto-ativos. Adicionalmente desenvolve juntamente com seus alunos códigos computacionais aplicados a área de Modelagem Molecular e cálculos de diversas propriedades. Em Março/2023: cerca de 130 artigos publicados; 3200 citações; H= 31; média de 25.3 citações por artigo. Desde 2009 são cerca de 170 citações por ano.
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