Abordagem multimodal para caracterizar catalisadores em operação

• Processo: 17/23050-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Amélie Claire Rochet
• Beneficiário: Amélie Claire Rochet
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Marlon Muniz da Silva ; Rodolfo Fini ; Sandra Helena Pulcinelli
• Auxílio(s) vinculado(s): 19/01474-2 - EMU concedido no processo 2017/23050-4: sistema de análise de gás on line, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/12669-4 - Abordagem multimodal para visualização de sítios ativos de catalisadores core-shell de metais nobres, BP.DD; 22/06444-7 - Síntese e caracterização estrutural de catalisadores de metal nobre de forma controlada utilizados para a reação de oxidação de CO, BP.IC; 21/11217-7 - Abordagem multimodal para visualização de sites ativos de catalisadores core-shell de metal nobre, BP.DD; 21/11901-5 - Síntese e caracterização estrutural de catalisadores de metal nobre de forma controlada utilizados para a reação de oxidação de CO, BP.IC; 20/15107-9 - Síntese e caracterização estrutural de catalisadores de metal nobre de forma controlada utilizados para a reação de oxidação de CO, BP.IC
• Assunto(s): Catalisadores heterogêneos Espectroscopia de raio X Radiação síncrotron Propriedades químicas Catálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Heterogeneous Catalysis | in situ | operando | X-Ray Absorption Spectroscopy | X-Ray imaging | in situ characterisation

Resumo

Os catalisadores heterogêneos não são materiais com estruturas estáticas. Eles podem mudar sua estrutura (morfologia ou composição da superfície) dependendo das condições de reação. Especialmente mudanças em nível atômico induzem mudanças nas propriedades químicas. Portanto, é crucial compreender as relações entre estruturas e propriedades. Com o desenvolvimento e a melhoria das instalações de radiação síncrotron, o interesse de aplicar técnicas síncrotron in situ/operando está crescendo. As técnicas in situ são apresentadas como métodos dependentes da escala e dificilmente foram exploradas em um nível de escala múltipla, embora os mecanismos de ativação/desativação precisem ser identificados em diferentes escalas. A novidade deste projeto consiste na combinação de técnicas in situ resolvidas por energia e espaço para obter uma caracterização completa de materiais catalíticos em condições realistas de trabalho. Estamos focados na compreensão dos processos de catálise elementar (reação de oxidação do monóxido do carbono ...) à escala múltipla. Com a espectroscopia de absorção por raios X e estudos de imagem por raios-X in situ, obteremos informações sobre os mecanismos de reação. Com as técnicas emergentes de imagem por raios X coerentes, podemos acompanhar as evoluções estruturais com resolução nanométrica. As alterações de tensões e defeitos nos catalisadores que ocorrem através da reação serão analisadas e correlacionadas aos desempenhos catalíticos com condições específicas de histerese, comportamento oscilante, envenenamento do catalisador.... Este projeto de pesquisa gerará uma nova metodologia para o monitoramento in situ de catalisadores e abre uma nova rota para pesquisa e desenvolvimento de materiais com aplicações em diversas ramos da ciência. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PASSOS, ALINE R.; ROCHET, AMELIE; MANENTE, LUIZA M.; SUZANA, ANA F.; HARDER, ROSS; CHA, WONSUK; MENEAU, FLORIAN. Three-dimensional strain dynamics govern the hysteresis in heterogeneous catalysis. NATURE COMMUNICATIONS, v. 11, n. 1, SEP 18 2020. (14/25964-5, 19/03162-8, 14/27127-3, 18/08816-3, 17/23050-4)

MENEAU, FLORIAN; ROCHET, AMELIE; HARDER, ROSS; CHA, WONSUK; RIBEIRO PASSOS, ALINE. Operando 3D imaging of defects dynamics of twinned-nanocrystal during catalysis. JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, v. 33, n. 27, JUL 7 2021. (14/25964-5, 18/08816-3, 17/23050-4)

SUZANA, ANA FLAVIA; ROCHET, AMELIE; PASSOS, ALINE RIBEIRO; CASTRO ZERBA, JOAO PAULO; POLO, CARLA CRISTINA; SANTILLI, CELSO VALENTIM; PULCINELLI, SANDRA HELENA; BERENGUER, FELISA; HARDER, ROSS; MAXEY, EVAN; et al. In situ three-dimensional imaging of strain in gold nanocrystals during catalytic oxidation. NANOSCALE ADVANCES, v. 1, n. 8, p. 3009-3014, AUG 1 2019. (17/23050-4, 14/27127-3, 14/25964-5, 18/08816-3)