Nanomateriais híbridos para conversão de energia: integrando nanoestruturas plasmônicas e nanomateriais fotoluminescentes

Resumo

Este projeto propõe a obtenção de uma nova classe de nanomateriais híbridos, os quais são descritos pela integração de nanopontos de carbono (CNDs) fotoluminescentes, dopados ou não com heteroátomos (N, S, B e P), e nanoestruturas plasmônicas de prata (Ag) e ouro (Au), visando, principalmente, a aplicação destes na conversão de energia solar à compostos combustíveis. Para estes nanomateriais, temos o interesse na formação de estruturas do tipo casca@caroço, nas quais os CNDs figurem como o caroço, enquanto que as nanoestruturas plasmônicas como a casca. Neste sentido, a primeira etapa deste projeto irá focar no desenvolvimento e otimização de rotas de síntese para tais estruturas, nas quais pretendemos alcançar excelente controle sobre a uniformidade, morfologia, tamanho e composição das mesmas. Na segunda parte deste projeto, os nanomateriais sintetizados serão empregados como fotocatalisadores em processos de fotocatálise e fotoeletrocatálise que visem a produção de H2 combustível a partir da reação de quebra fotocatalítica da água. Ainda nesta etapa, pretendemos investigar a atividade fotocatalítica destes nanomateriais em função de suas morfologias, tamanhos e composições. Na terceira etapa, iremos expandir este estudo para verificar como as propriedades fotocatalíticas dos nanomateriais híbridos é influenciada pela combinação do efeito fotoluminescência com conversão ascendente dos CNDs e o fenômeno de ressonância de plasmons de superfície localizados das nanoestrturas plasmônicas de Ag ou Au. Finalmente, espera-se que com esta base de conhecimentos, possamos otimizar de forma bastante precisa as propriedades fotocatalíticas dos nanomateriais híbridos compostos por CNDs e naoestruturas plasmônicas. (AU)