Sistemas multifuncionais 3D para aplicações em tecnologias ambientalmente sustentáveis

• Processo: 19/13471-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2020
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Acordo de Cooperação: M-ERA.NET
• Pesquisador responsável: Maraisa Gonçalves
• Beneficiário: Maraisa Gonçalves
• Pesquisador Responsável no exterior: Joaquin Silvestre Albero
• Instituição Parceira no exterior: Universidad de Alicante (UA), Espanha
• Pesquisador Responsável no exterior: Luminita Andronic
• Instituição Parceira no exterior: Transilvania University of Brasov (UTBv), Romênia
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Elias de Barros Santos ; Mirabel Cerqueira Rezende ; Nirton Cristi Silva Vieira ; Raquel Aparecida Domingues
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/00087-8 - Síntese de nanopartículas de TiO2 para preparação de estruturas híbridas com materiais carbonosos, BP.TT; 21/02354-0 - Preparação e caracterização de carvão ativado para aplicação como suporte de fotocatalisadores, BP.TT; 21/02350-5 - Cinética de fotodegradação de contaminantes em meio aquoso: um estudo fotofísico, BP.TT; 21/03163-4 - Preparação e caracterização de nanopartículas de titânio impregnada em materiais carbonáceos para aplicação como fotocatalisador, BP.TT; 21/02348-0 - Síntese e caracterização de derivados de grafeno para aplicações multifuncionais, BP.TT
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Tecnologia ambiental Modelagem tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Activated Carbon | environmental system | nanomaterials | photocatalytic | photocatalytic materials

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)

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)

BRITO, CARLOS HENRIQUE VIEIRA; GLORIA, DIEGO COELHO SANCHES; SANTOS, ELIAS BARROS; DOMINGUES, RAQUEL APARECIDA; VALENTE, GUSTAVO TARGINO; VIEIRA, NIRTON CRISTI SILVA; GONCALVES, MARAISA. Porous activated carbon/graphene oxide composite for efficient adsorption of pharmaceutical contaminants. CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN, v. 191, p. 14-pg., 2023-02-04. (21/02348-0, 19/13471-8)

GLORIA, DIEGO COELHO SANCHES; BRITO, CARLOS HENRIQUE VIEIRA; MENDONCA, THAIS ALINE PRADO; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; DOMINGUES, RAQUEL APARECIDA; VIEIRA, NIRTON CRISTI SILVA; SANTOS, ELIAS BARROS; GONCALVES, MARAISA. Preparation of TiO2/activated carbon nanomaterials with enhanced photocatalytic activity in paracetamol degradation. Materials Chemistry and Physics, v. 305, p. 8-pg., 2023-05-22. (21/02348-0, 19/13471-8)