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Computational exploration of the electrochemical oxidation mechanism of thiocyanate catalyzed by cobalt-phthalocyanines
Indexado
WoS WOS:001398610000001
Scopus SCOPUS_ID:85215658553
DOI 10.1039/D4CP04256E
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In this study, we focused on the mechanism of the electrocatalytic oxidation of thiocyanate, which in traditional electrodes typically requires high overpotentials. As models for reducing these overpotentials and catalyzing the reaction, we used a set of modified cobalt phthalocyanines (CoPc), known as electrocatalysts. Using DFT calculations, we explored how modifications to CoPc by adding electron-donating and withdrawing groups and the coordination of 4-amino thiophenol impact the oxidation process. The reaction mechanism for the electrooxidation of thiocyanate has remained elusive, where only the reaction products have been properly identified, including hydrogen cyanide and sulfate ions at pH 4. The approach for understanding the reaction was considering the formation of an (SCN)2 dimer as an intermediate that is a suitable precursor of the products of the reaction. Our findings showed that electron-donating groups and 4-amino thiophenol coordination lowered oxidation potentials, enhancing electrocatalytic efficiency and promoting thiocyanate radical formation and release before dimerization occurs. In contrast, electron-withdrawing groups facilitated dimerization while attached to cobalt, albeit with lower electrocatalytic proficiency. This study highlights the crucial role of CoPc modifications in thiocyanate oxidation, demonstrating the potential for improved electrocatalytic processes through tailored catalyst design.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Physical
Physics, Atomic, Molecular & Chemical
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Miranda-Rojas, Sebastian Hombre Universidad Nacional Andrés Bello - Chile
2 Gutierrez-Sanchez, Nestor - Universidad Nacional Andrés Bello - Chile
3 ORELLANA-CONTRERAS, CARLOS Hombre Universidad de Chile - Chile
4 Blanco-Esperguez, Kevin - Universidad Nacional Andrés Bello - Chile
5 Gazzari, Sasha Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
6 Sierra-Rosales, Paulina - Universidad Tecnológica Metropolitana - Chile
7 Mendizabal, Fernando - Universidad de Chile - Chile

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Financiamiento



Fuente
FONDECYT
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
NLHPC

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Agradecimientos



Agradecimiento
S. M.-R. and F. M. thanks the financial support provided by FONDECYT through the projects no. 1221898 and 1220087. Powered@NLHPC: this research was partially supported by the supercomputing infrastructure of the NLHPC (ECM-02).
S. M.-R. and F. M. thanks the financial support provided by FONDECYT through the projects no. 1221898 and 1220087. Powered@NLHPC: this research was partially supported by the supercomputing infrastructure of the NLHPC (ECM-02).

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