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Nitretos de carbono grafítico como plataformas para single-atom fotocatálise: usando princípios de design para melhores desempenhos

Processo: 20/14741-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de dezembro de 2021 - 30 de novembro de 2026
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Ivo Freitas Teixeira
Beneficiário:Ivo Freitas Teixeira
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesq. associados:José Maria Correa Bueno ; Lucia Helena Mascaro Sales ; Markus Antonietti
Auxílios(s) vinculado(s):21/14792-2 - Epoxidação de duplas ligações de óleo vegetal por single-atoms de níquel estabilizados em nitretos de carbono grafítico: monômeros sustentáveis para polímeros compósitos de epóxi termofixo, AP.R SPRINT
21/11162-8 - EMU concedido no processo 2020/14741-6: GC-MS/FID/TCD (2 injetores+Loop+Sistema valvulado), AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):22/04748-9 - Nitretos de carbono grafítico como catalisadores sólidos ácidos aplicados à conversão de biomassa, BP.MS
22/06136-0 - Nitretos de Carbono Grafítico como Plataformas para "Single-Atom" Fotocatálise: Usando Princípios de Design para Melhores Desempenhos, BP.TT
21/13271-9 - Single-atoms coordenados em nitretos de carbono grafítico para conversão fotocatalítica de metano, BP.DR
21/13432-2 - Fotooxidação de fluoreto para a formação de ligações C-F e S-F, BP.IC
21/14006-7 - Síntese controlada de single-atoms em PHI/PTI e suas aplicações em energia, BP.DD
Assunto(s):Catálise heterogênea  Conversão de energia  Fotocatálise heterogênea  Conversão de biomassa  Nitreto de carbono  Síntese orgânica 

Resumo

Esta proposta de jovem pesquisador objetiva criar um grupo de pesquisa de excelência focado no campo da Single-Atom Catalysis (SAC) no Brasil, baseado no Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (DQ-UFSCar). Embora o DQ-UFSCar apresente grupos de pesquisa estabelecidos em diversas áreas, incluindo nanomateriais e catálise, o departamento não possui grupos voltados para a crescente área da catálise/fotocatálise heterogênea, baseada na catálise promovida por "Single-Atoms". Até onde sabemos, não há um grupo de pesquisa focado em "Single-Atom Catalysis" no Brasil e segundo a biblioteca FAPESP, não há nenhum auxílio a pesquisa em andamento nesse tópico. O candidato pretende preencher essa lacuna e, ao mesmo tempo, trabalhar em estreita colaboração com grupos de pesquisa estabelecidos, com infraestrutura e expertise complementares no DQ-UFSCar e no DEQ-UFSCar. As atividades do grupo de pesquisa proposto aqui abrangerão o design e síntese controlada de fotocatalisadores heterogêneos com "Single-Atoms", suas aplicações fotocatalíticas, o desenvolvimento de novas técnicas de caracterização para SACs e a investigação de seus mecanismos de atividade. Especificamente, nossa proposta está focada na síntese controlada e uso de nitretos de carbono grafítico (PHI e PTI) como hosts para Single-Atoms de diferentes metais, uma vez estabilizados os "Single-Atoms", eles serão aplicados em reações fotocatalíticas. O projeto de pesquisa é dividido em 4 partes: (I) design e síntese controlada de fotocatalisadores heterogêneos com "Single-Atoms"; (II) aplicações fotocatalíticas para a conversão de energia (especialmente, fotólise da água, redução de CO2, oxidação de CH4), síntese orgânica (por exemplo, reações fotoredox, acoplamento Susuki e ativação C-H) e conversão de biomassa; (III) investigação dos mecanismos fotocatalítico por trás da atividade dos sistemas; (IV) unir este conhecimento para retroprojetar a síntese dos sistemas fotocatalíticos baseados em "Single-Atoms" objetivando melhorar as suas propriedades e eficiências. O projeto proposto é muito interdisciplinar e será realizado em estreita colaboração com uma série de grupos de pesquisa no Brasil e no exterior. (AU)

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