Engenharia Ácido-Base de MOFs: Adsorventes para CO2 e Pesticidas, incluindo Catalisadores para sua Degradação

• Processo: 24/13394-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Dalmo Mandelli
• Beneficiário: Dalmo Mandelli
• Pesquisador visitante: Bhajan Lal
• Instituição do Pesquisador Visitante: Shah Abdul Latif University/Salu, Paquistão
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, AP.TEM
• Assunto(s): Catálise Química verde
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Adsorção de CO2 | Adsorção e degradação de pesticidas | catálise | Metátese de alquenos | Química Verde | Redes metalorgânicas (MOFs) | Catálise

Resumo

Os pesticidas desempenham papéis cruciais na agricultura moderna, protegendo as culturas contra pragas, doenças e ervas daninhas, garantindo a segurança alimentar e aumentando os rendimentos. O acúmulo de resíduos de pesticidas no solo, corpos d'água e cadeias alimentares apresenta riscos aos ecossistemas e à saúde humana por meio da contaminação e bioacumulação. À medida que o Brasil emerge como uma potência agrícola global, a necessidade de abordar a contaminação por pesticidas torna-se crucial. Na mesma linha, das questões ambientais apresentadas, a remoção do CO2 representa um desafio significativo em diversos campos de pesquisa. Esta situação é especialmente importante devido aos vastos depósitos de petróleo nas águas do pré-sal do Brasil, que contêm quantidades substanciais de gás natural e CO2. Assim, o desenvolvimento de tecnologias para adsorção de CO2 e separação de CH4 é crucial. Este projeto visa aproveitar o conhecimento adquirido na síntese de MOFs dos projetos atuais da FAPESP vinculados a esta proposta para desenvolver materiais avançados para remediação ambiental. Especificamente, a proposta concentra-se na síntese e funcionalização de MOFs com características ácido-base sob medida para melhorar seu desempenho como adsorventes de dióxido de carbono (CO2) presente no gás natural, bem como adsorventes e catalisadores para a degradação de pesticidas. Um aspecto inovador desta pesquisa reside na modificação pós-sintética de MOFs via metátese de ligação dupla C=C, uma abordagem nova que ainda não foi explorada anteriormente. Ao projetar as propriedades ácido-base e introduzir defeitos controlados na estrutura do MOF, o objetivo é criar materiais com capacidades de adsorção e atividades catalíticas superiores. Está planejado que o Professor Bhajan Lal passe 12 meses na UFABC como Pesquisador Visitante, contribuindo para o desenvolvimento de quatro projetos interligados, dois dos quais financiados pela FAPESP e ambos envolvendo a síntese e aplicação de MOFs, especialmente para a oxidação seletiva de hidrocarbonetos. O Professor Bhajan conduzirá experimentos de laboratório focados na síntese de MOFs usando ligantes baseados em diácidos contendo ligações duplas C=C e sua modificação pós-sintética via metátese para introduzir grupos ácidos e básicos. Esses MOFs serão aplicados na remoção de CO2 e na adsorção e degradação de pesticidas. Além do trabalho de laboratório, o Professor Bhajan participará de diversas outras atividades de pesquisa e educacionais na UFABC. Estas incluem: (i) ministrar um curso no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, (ii) proferir uma palestra na UFABC resumindo a pesquisa conduzida como Pesquisador Visitante, incluindo resultados recentes, (iii) visitar USP, UNICAMP, UNIFESP e UFSCar/EMBRAPA S. Carlos, (iv) participar de reuniões de grupos de pesquisa, (v) integrar comissões de teses de mestrado e/ou doutorado, e (vi) colaborar na gestão dos projeto associados a esta proposta, incluindo o planejamento de atividades de pesquisa, supervisão de estudantes e preparação de relatórios e artigos científicos. A visita do Professor Bhajan visa não apenas complementar, diversificar e fortalecer os resultados de pesquisa dos projetos associados, mas também aprimorar colaborações internacionais existentes e promover novas, contribuindo assim tanto para a cooperação científica quanto pedagógica entre a UFABC e a Shah Abdul Latif University. (AU)