Abordagem multimodal para caracterizar catalisadores em operação

Resumo

Os catalisadores heterogêneos não são materiais com estruturas estáticas. Eles podem mudar sua estrutura (morfologia ou composição da superfície) dependendo das condições de reação. Especialmente mudanças em nível atômico induzem mudanças nas propriedades químicas. Portanto, é crucial compreender as relações entre estruturas e propriedades. Com o desenvolvimento e a melhoria das instalações de radiação síncrotron, o interesse de aplicar técnicas síncrotron in situ/operando está crescendo. As técnicas in situ são apresentadas como métodos dependentes da escala e dificilmente foram exploradas em um nível de escala múltipla, embora os mecanismos de ativação/desativação precisem ser identificados em diferentes escalas. A novidade deste projeto consiste na combinação de técnicas in situ resolvidas por energia e espaço para obter uma caracterização completa de materiais catalíticos em condições realistas de trabalho. Estamos focados na compreensão dos processos de catálise elementar (reação de oxidação do monóxido do carbono ...) à escala múltipla. Com a espectroscopia de absorção por raios X e estudos de imagem por raios-X in situ, obteremos informações sobre os mecanismos de reação. Com as técnicas emergentes de imagem por raios X coerentes, podemos acompanhar as evoluções estruturais com resolução nanométrica. As alterações de tensões e defeitos nos catalisadores que ocorrem através da reação serão analisadas e correlacionadas aos desempenhos catalíticos com condições específicas de histerese, comportamento oscilante, envenenamento do catalisador.... Este projeto de pesquisa gerará uma nova metodologia para o monitoramento in situ de catalisadores e abre uma nova rota para pesquisa e desenvolvimento de materiais com aplicações em diversas ramos da ciência. (AU)