Sistemas multifuncionais 3D para aplicações em tecnologias ambientalmente sustentáveis

Resumo

Será preparado um material com rede 3D a base de carvão ativado com alta área superficial para utilização como uma plataforma para impregnar um nanofilme TiO2, dando origem aos fotocatalisadores. Com isso será utilizado o excelente desempenho fotocatalítico de TiO2, somado a conversão superior utilizando naomateriais impregnado em matriz carbonácea.. O desenvolvimento de uma rede porosa controlada e química superfícial bem definida (incluindo um filme de TiO2 bem disperso) fornecerá um sistema bifuncional capaz de adsorver e converter simultaneamente i) CO2 em substâncias químicas de valor agregado, e ii) poluentes emergentes em compostos inofensivos. Com base nessas premissas, a alternativa principal do projeto será integrar carvão ativado, nanopartículas de titânio e derivados de grafeno em um único dispositivo para obter fotocatalisadores aprimorados para reações críticas ambientais e para serem testados em condições relevantes de laboratório. O desenvolvimento de heterojunções estendidas fornecerá uma divisão aprimorada e uma separação de carga das espécies foto geradas, uma recombinação lenta e a possibilidade de modular as características de absorção de luz nas cavidades nano porosas do material de carvão ativado. Por outro lado, o desenvolvimento de materiais de carvão ativado de alta área de superfície a serem usados como uma plataforma para estas heterojunções Z fornecerá um sistema multifuncional capaz de alcançar uma capacidade extremamente grande de adsorção / aprisionamento para as moléculas alvo (preferencialmente no interior estrutura microporosa), enquanto os poros maiores, modificados com um filme fino de TiO2, atuam na conversão das espécies adsorvidas em produtos não-tóxicos ou de valor agregado. O desenvolvimento desta tecnologia é crucial para mitigar as emissões de CO2 para a atmosfera através da captura e conversão de CO2, e para remediar a poluição da água em todo o mundo. Além disso, essa tecnologia poderá diminuir ou mesmo eliminar os contaminantes emergentes presentes nos diferentes efluentes. (AU)