Foto-oxidação Seletiva do Tolueno Utilizando Nitreto de Carbono Grafítico como Catalisador

Resumo

A oxidação de ligações C-H é um dos grandes desafios da indústria química. Atualmente, os principais processos para converter hidrocarbonetos oriundos do petróleo em compostos de maior valor ocorrem em condições drásticas, com altas temperaturas e pressões. Como uma medida para contornar tal cenário, a fotocatálise é uma estratégia promissora para realizar reações químicas em condições mais brandas e de maneira mais eficiente. Nitretos de carbono cristalinos, em sua forma poli(heptazina imida), possuem uma alta ordenação e reprodutibilidade, tornando-os ideias para a coordenação de metais de transição de uma maneira simples e eficaz. A presença de átomos metálicos pode impulsionar a atividade fotocatalítica deste material para oxidação de hidrocarbonetos, como o tolueno, por exemplo. O projeto aqui proposto tem como foco o desenvolvimento de fotocatalisadores baseados em nitretos de carbono grafíticos, com single atoms de metais em sua estrutura, para aplicação em reações de foto-oxidação do tolueno. Esse projeto é constituído por cinco etapas principais: (i) síntese dos nitretos de carbono na forma de PHI, (ii) coordenação dos single atoms de metais estrutura dos nitretos de carbono por meio do método de troca catiônica, (iii) caracterização do PHI e M-PHI, (iv) testes fotocatalíticos do M-PHI na foto-oxidação do tolueno e otimização das condições reacionais e (v) quantificação e caracterização dos produtos formados pela reação de foto-oxidação do tolueno.