Materiais híbridos contendo nanopartículas metálicas para aplicações catalíticas

Resumo

Este projeto propõe a utilização de metodologias simples, versáteis e ambientalmente corretas para a obtenção de materiais híbridos à base de óxidos metálicos apresentando propriedades controladas decorados com nanopartículas metálicas. Especificamente, focaremos nos seguintes sistemas: TiO2, Cu2O, CuO, MnO2, WO3 e óxido de grafeno (GO), que poderão ser sintetizados em diferentes morfologias (esferas, fios, cubos, octaedros, dendritos e estruturas bidimensionais) para posterior deposição de nanopartículas metálicas (Au, Ag, Pd, Pt, Rh e Ir) sobre suas superfícies. Os materiais híbridos serão produzidos através de uma abordagem baseada no crescimento mediado por semente na qual o óxido atua como template físico para deposição do metal oriundo da redução do seu íon precursor correspondente. Em uma próxima etapa, os materiais híbridos serão utilizados como catalisadores para uma variedade de reações relevantes no contexto da síntese química. Em particular, nos concentraremos em quatro abordagens catalíticas: i) catálise heterogênea "convencional" (redução do 4-nitrofenol, acoplamento de Suzuki, oxidação de compostos modelo em fase líquida; ii) eletrocatálise (reações relevantes no contexto de células combustíveis); iii) fotocatálise (degradação oxidativa de corantes mediada por luz visível); e iv) catálise plasmônica (intensificação de processos catalíticos pela excitação dos plasmon de superfície em nanopartículas de Ag e Au). Como os nanomateriais obtidos neste projeto terão características controladas, possibilitam investigação sistemática de como suas atividades catalíticas variam em função dos parâmetros físico-químicos que os definem (tamanho, composição, estrutura e arquitetura). (AU)