Catálise cooperativa: uma alternativa para o desenvolvimento de catalisadores a base de ouro e metais de transição abundantes

Resumo

Os metais nobres são há muito tempo centrais na catálise, especialmente devido a maior reatividade em comparação aos catalisadores a base de metais de transição abundantes. A eficácia dos catalisadores metálicos abundantes já era mostrada no início do século XX, com o processo Haber-Bosch catalisado por Fe de síntese de amônia e, posteriormente, na reação de Fischer-Tropsch. A nanociência revolucionou as metodologias de preparação de catalisadores, e de um modo geral esteve mais focada em nanopartículas de metais nobres, que são extraordinariamente eficientes. O foco tanto da catálise homogênea como heterogênea tem se direcionado ao estudo e metodologias de aumentar a atividade dos metais de transição abundantes que incluem Cu, Fe, Co, Ni, Mn e seus nanocompósitos. A evolução das indústria química e o desenvolvimento da química verde tem feito com que a demanda por catalisadores mais eficientes, economicamente rentáveis e abundantes cresça. Neste projeto de pesquisa estudaremos estratégias para aumentar a reatividade de nanopartículas de metais abundantes em reações de hidrogenação, por meio do conceito de catálise cooperativa e pares frustrados de Lewis. A estratégia envolve uma mudança de paradigma na catálise heterogênea e diz respeito ao emprego de ligantes que atuam em conjunto com a superfície metálica em mecanismos de clivagem heterolítica de H2, para sua ativação. Com isso, são criados novos caminhos de reação, com barreiras de energia menores, para transformações em condições mais amenas. Estudos com catalisadores de ouro, que desenvolve grande seletividade em reações se hidrogenação, servirão de base para os estudos pretendidos. (AU)