Síntese mediada por estrutura metalorgânica (MOFMS): catalisadores para oxidação de metano em produtos oxigenados

Resumo

O metano é o principal componente do gás natural. No entanto, é extremamente inerte, o que limita sua aplicação em sínteses. Hoje, esse composto é empregado principalmente como combustível fóssil ou convertido em olefinas, hidrocarbonetos aromáticos ou compostos oxigenados através de processos que exigem energia. Portanto, a implementação de tecnologias mais verdes para garantir que o metanol seja usado com eficiência será essencial no futuro. Nesse cenário, desenvolver novos catalisadores que possam converter metano em produtos como álcool, aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos é um desafio para a química moderna. Vários materiais têm sido desenvolvidos para este fim, mas ainda apresentam limitações e são caro. Apesar do pequeno número de estudos envolvendo Estruturas Metal-Orgânicas (MOFs) como catalisadores para a oxidação de alcanos leves, espera-se que os MOFs baseados em metais de transição sejam os futuro para essas reações. No entanto, sua baixa estabilidade térmica é um problema. Em vez de MOFs, aqui propomos o uso de carbonetos metálicos, que apresentam a versatilidade estrutural dos MOFs, mas são mais termicamente estável. Vamos realizar síntese mediada por estrutura metal-orgânica (MOFMS) para obter carbonetos metálicos e carbonetos metálicos mistos com resistência química e térmica bem dispersos metais, o que é desejável para um catalisador que será submetido a diferentes condições de temperatura e pressão. Mais especificamente, Cu, Fe e carbonetos de metais mistos serão sintetizados e empregados para catalisar a conversão de metano em produtos oxigenados. Para isso, os MOFs serão sintetizados por métodos solvo térmicos e submetidos a pirólise ou calcinação, para obtenção de nanopartículas em uma matriz de carbono porosa. Os materiais resultantes serão caracterizados e posteriormente testados em um reator de batelada e fluxo para estabelecer o catalisador mais eficiente. (AU)