El carbonato de cesio o carbonato de cesio es un compuesto químico con la fórmula química Cs2CO3 . Es un sólido cristalino blanco . El carbonato de cesio tiene una alta solubilidad en disolventes polares como el agua , el etanol y el DMF . Su solubilidad es mayor en disolventes orgánicos en comparación con otros carbonatos como el carbonato de potasio y el carbonato de sodio , aunque sigue siendo bastante insoluble en otros disolventes orgánicos como el tolueno , el p -xileno y el clorobenceno . Este compuesto se utiliza en la síntesis orgánica como base . [2] También parece tener aplicaciones en la conversión de energía.
El carbonato de cesio se puede preparar mediante descomposición térmica del oxalato de cesio. [3] Al calentarlo, el oxalato de cesio se convierte en carbonato de cesio con emisión de monóxido de carbono .
También se puede sintetizar haciendo reaccionar hidróxido de cesio con dióxido de carbono. [3]
El carbonato de cesio facilita la N -alquilación de compuestos como sulfonamidas , aminas , β-lactamas , indoles , compuestos heterocíclicos , imidas aromáticas N -sustituidas , ftalimidas y otros compuestos similares. [4] La investigación sobre estos compuestos se ha centrado en su síntesis y actividad biológica. [5] En presencia de tetracloroaurato de sodio ( Na[AuCl 4 ] ), el carbonato de cesio es un mecanismo muy eficiente para la oxidación aeróbica de diferentes tipos de alcoholes en cetonas y aldehídos a temperatura ambiente sin compuestos poliméricos adicionales . No se produce formación de ácido cuando se utilizan alcoholes primarios . [6] El proceso de oxidación selectiva de alcoholes a carbonilos había sido bastante difícil debido al carácter nucleofílico del intermedio carbonílico . [5] En el pasado, se han utilizado reactivos Cr (VI) y Mn (VII) para oxidar alcoholes, sin embargo, estos reactivos son tóxicos y comparativamente caros. El carbonato de cesio también se puede utilizar en las reacciones de síntesis de Suzuki , Heck y Sonogashira . El carbonato de cesio produce carbonilación de alcoholes y carbaminación [ aclaración necesaria ] de aminas de manera más eficiente que algunos de los mecanismos que se han introducido en el pasado. [7] El carbonato de cesio se puede utilizar para síntesis sensibles cuando se necesita una base fuerte equilibrada. [ cita requerida ]
Las células solares de polímero relativamente eficaces se construyen mediante recocido térmico de carbonato de cesio. El carbonato de cesio aumenta la eficacia energética de la conversión de energía de las células solares y mejora la vida útil del equipo. [8] Los estudios realizados en UPS y XPS revelan que el sistema realizará menos trabajo debido al recocido térmico de la capa de Cs 2 CO 3 . El carbonato de cesio se descompone en Cs 2 O y Cs 2 O 2 por evaporación térmica. Se sugirió que, cuando Cs 2 O se combina con Cs 2 O 2, producen dopes de tipo n que suministran electrones conductores adicionales a los dispositivos anfitriones. Esto produce una célula invertida altamente eficiente que se puede utilizar para mejorar aún más la eficiencia de las células solares de polímero o para diseñar células fotovoltaicas multiunión adecuadas. [9] Las capas nanoestructuradas de Cs 2 CO 3 se pueden utilizar como cátodos para materiales electrónicos orgánicos debido a su capacidad para aumentar la energía cinética de los electrones. Las capas de nanoestructura de carbonato de cesio se han investigado en varios campos utilizando diferentes técnicas. Los campos incluyen estudios fotovoltaicos , mediciones de corriente-voltaje , espectroscopia fotoelectrónica UV , espectroscopia fotoelectrónica de rayos X y espectroscopia de impedancia . El semiconductor de tipo n producido por evaporación térmica de Cs2CO3 reacciona intensamente con metales como Al y Ca en el cátodo. Esta reacción reducirá el trabajo de los metales del cátodo. [10] Las células solares de polímero basadas en el proceso de solución están bajo estudios extensos debido a su ventaja en la producción de células solares de bajo costo. El fluoruro de litio se ha utilizado para aumentar la eficiencia de conversión de energía de las células solares de polímero . Sin embargo, requiere altas temperaturas (> 500 grados) y los estados de alto vacío aumentan el costo de producción. Los dispositivos con capas de Cs2CO3 han producido una eficiencia de conversión de energía equivalente en comparación con los dispositivos que utilizan fluoruro de litio. [8] La colocación de una capa de Cs2CO3La capa entre el cátodo y el polímero emisor de luz mejora la eficiencia del OLED blanco .