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Nanomateriais metálicos controlados para aplicações em catálise

Processo: 13/19861-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2014 - 31 de março de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Pedro Henrique Cury Camargo
Beneficiário:Pedro Henrique Cury Camargo
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):15/50010-8 - Direct serine synthesis from glycerol derivate: looking for bimetallic synergy, AP.R
14/50298-9 - Imageamento elementar em tempo real da síntese e degradação de nanopartículas controladas, AP.R
Assunto(s):Catálise  Materiais nanoestruturados  Materiais metálicos  Síntese química  Ressonância de plasmônio de superfície 

Resumo

Este projeto propõe a utilização de metodologias simples, versáteis e ambientalmente amigáveis para a obtenção de nanomateriais bi- e tri-metálicos apresentando tamanho, forma, composição, estrutura (interiores sólidos ou vazios) e arquitetura (nanodendritos os sistemas caroço-casca) bem definidos e controláveis. Especificamente, focaremos em três classes de sistemas: i) nanocascas trimetálicas do tipo Ag-PtAu, Ag-PdAu e Ag-PdPt; ii) nanodendritos compostos por Ag-M e Au-M (M= Pd, Pt, Rh e Au); e iii) sistemas caroço-casca do tipo Ag-M e Au-M. Enquanto as nanocascas trimetálicas serão produzidas através de uma abordagem baseada na reação de substituição galvânica, os nanodendritos e sistemas caroço-casca serão obtidos através do crescimento por semente. Em uma próxima etapa deste projeto, nanocascas bimetálicas de Ag-Au, Ag-Pd e Ag-Pt (desenvolvidas no nosso primeiro auxílio regular), bem como os materiais i), ii) e iii) serão utilizados como catalisadores heterogêneos para uma variedade de reações modelo relevantes no contexto da síntese química. Em particular, nos concentraremos na reação de hidrogenação do 4-nitrofenol, acoplamento tri-componente via ativação da ligação C-H, acoplamento Suzuki, e oxidação do álcool benzílico e terpenos. Como os nanomateriais obtidos neste projeto terão características controladas, temos o interesse na investigação sistemática de como as atividades catalíticas em cada caso (porcentagens de conversão e seletividade) variam em função dos parâmetros físico-químicos que definem o nanomaterial (tamanho, composição, estrutura e arquitetura). Em uma ultima etapa, pretendemos iniciar estudos referentes a utilização dos nanomateriais desenvolvidos em processos catalíticos intensificados por ressonância plasmônica de superfície. (AU)

Publicações científicas (21)
(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)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; CORREIA, VALQUIRIO G.; ALVES, TIAGO V.; ALVES, RAFAEL S.; ANDO, ROMULO A.; ORNELLAS, FERNANDO R.; WANG, JIALE; ANDRADE, LEANDRO H.; CAMARGO, PEDRO H. C. Plasmonic Nanorattles as Next-Generation Catalysts for Surface Plasmon Resonance-Mediated Oxidations Promoted by Activated Oxygen. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, v. 55, n. 25, p. 7111-7115, JUN 13 2016. Citações Web of Science: 39.
YAMADA, LILIAM K.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; HAIGH, SARAH J.; CAMARGO, PEDRO H. C. Bimetallic Au@Pd-Au Tadpole-Shaped Asymmetric Nanostructures by a Combination of Precursor Reduction and Ostwald Ripening. CHEMNANOMAT, v. 2, n. 6, p. 509-514, JUN 2016. Citações Web of Science: 2.
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; TAGUCHI, LAIS S. K.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; PROBST, LUIZ F. D.; CAMARGO, PEDRO H. C. Pd-based nanoflowers catalysts: controlling size, composition, and structures for the 4-nitrophenol reduction and BTX oxidation reactions. Journal of Materials Science, v. 51, n. 1, p. 603-614, JAN 2016. Citações Web of Science: 19.
RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; DE MOURA, ARTHUR B. L.; FREITAS, ISABELLA G.; CAMARGO, PEDRO H. C. Rational design of plasmonic catalysts: matching the surface plasmon resonance with lamp emission spectra for improved performance in AgAu nanorings. RSC ADVANCES, v. 6, n. 67, p. 62286-62290, 2016. Citações Web of Science: 14.
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; SLATER, THOMAS J. A.; LEWIS, EDWARD A.; ALVES, RAFAEL S.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; DA SILVA, ALISSON H. M.; DE FREITAS, ISABEL C.; OLIVEIRA, DANIELA C.; ASSAF, JOSE M.; PROBST, LUIZ F. D.; HAIGH, SARAH J.; CAMARGO, PEDRO H. C. Controlling Size, Morphology, and Surface Composition of AgAu Nanodendrites in 15 s for Improved Environmental Catalysis under Low Metal Loadings. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 7, n. 46, p. 25624-25632, NOV 25 2015. Citações Web of Science: 24.
WANG, JIALE; ALVES, TIAGO V.; TRINDADE, FABIANE J.; DE AQUINO, CAROLINE B.; PIERETTI, JOANA C.; DOMINGUES, SERGIO H.; ANDO, ROMULO A.; ORNELLAS, FERNANDO R.; CAMARGO, PEDRO H. C. Theoretical Design and Experimental Realization of Quasi Single Electron Enhancement in Plasmonic Catalysis. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, v. 54, n. 48, p. 14427-14431, NOV 23 2015. Citações Web of Science: 2.
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; WANG, JIALE; YAMADA, LILIAM K.; ALVES, TIAGO V.; ORNELLAS, FERNANDO R.; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C. The Fault in Their Shapes: Investigating the Surface-Plasmon-Resonance-Mediated Catalytic Activities of Silver Quasi-Spheres, Cubes, Triangular Prisms, and Wires. Langmuir, v. 31, n. 37, p. 10272-10278, SEP 22 2015. Citações Web of Science: 24.
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