Catalisadores zeolíticos, de micro a nanocristais: visualização in situ da flexibilidade de rede durante reações de valorização do etanol

Resumo

Zeólitas desempenham um papel importante na catálise heterogênea e em processos de separação. Apesar dos avanços significativos alcançados até agora, a compreensão fundamental sobre a adsorção e difusão molecular sob o contexto do confinamento em zeólitas microporosas ainda é uma questão desafiadora. Zeólitas exibem flexibilidade de estrutura que determina suas propriedades químicas e catalíticas. Utilizando imagens de difração de raios-X coerentes de Bragg, resolvidas no tempo e in situ, propomos desvendar a dinâmica da estrutura das zeólitas durante a catálise. Nosso objetivo é investigar a dinâmica das deformações da rede cristalina que ocorrem durante a adsorção, difusão e reação química em catalisadores zeolíticos, da micro a nano cristais, modificados por sítios metálicos. Vamos monitorar as zeólitas durante a adsorção de etanol e reações de valorização do etanol para compreender de forma dinâmica a evolução da rede cristalina em escala nanométrica. O etanol pode derivar de diversas fontes renováveis, emergindo como um substituto promissor ao petróleo na produção de hidrocarbonetos, especialmente aromáticos e olefinas. No entanto, o conhecimento em torno dessa rota catalítica ainda é limitado, havendo uma demanda por estudos mais aprofundados sobre como a atividade catalítica se correlaciona a evolução da estrutura e dos sítios ativos sob condições reacionais. Portanto, entender a flexibilidade das zeólitas in situ permitirá ajustar as suas propriedades intrínsecas para obter performances catalíticas aprimoradas de uma forma ainda não explorada.