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Nanopartículas metálicas: desafios na preparação, estabilização e ativação para catálise

Processo: 14/15159-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2014 - 31 de agosto de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Liane Marcia Rossi
Beneficiário:Liane Marcia Rossi
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Síntese inorgânica  Síntese  Catálise  Catalisadores  Estabilizantes  Nanopartículas metálicas 

Resumo

A catálise é uma das mais antigas aplicações nanotecnológicas, uma vez que catalisadores heterogêneos são constituídos por partículas metálicas em uma ampla faixa de tamanhos, por vezes, incluindo objetos na escala nanométrica. O desenvolvimentos da nanociência trouxe grandes avanços na caracterização de catalisadores, tanto ex situ e in situ, permitindo a identificação dos nanoobjetos, como também nas técnicas de preparação, permitindo projetar catalisadores com tamanhos de partículas em uma faixa de interesse. Uma das principais vantagens do emprego de nanopartículas metálicas em catálise é o número crescente de centros metálicos e, portanto, potenciais sítios ativos, conforme o tamanho vai diminuendo; porém não é a única e muitas vezes nem mesmo a mais importante. Nanopartículas metálicas são capazes de desenvolver reatividades não vistas nos correspondentes materiais mássicos e altas seletividades em reações catalíticas. Muito ainda está para ser descoberto no que diz respeito da influência do tamanho das nanopartículas na atividade catalítica. Nesse contexto, estudos envolvendo nanopartículas são de interesse ou relevantes somente se a síntese for reprodutível com uma área específica bem-definida ou ajustável, como acontece com catalisadores moleculares homogêneos clássicos. Assim, em paralelo com a escolha de um agente estabilizante, que é essencial para estabilizar o tamanho das nanopartículas, é importante a escolha do precursor metálico e da estratégia sintética (sais de metais ou compostos organometálicos), que deve ser realizada de acordo com o meio reacional (aquoso ou meio orgânico) e com a aplicação catalítica desejada. Além disso, os ligantes usados como estabilizantes de nanopartículas terão uma ação direta na resposta catalítica do material, podendo atuar como ativador ou desativador ou inibidor dessa reatividade. Muito pouco foi estudado até o momento sobre o papel dos estabilizantes escolhidos na síntese de nanopartículas para aplicações em catálise. Neste projeto de pesquisa, estudaremos estratégias para a síntese de nanopartículas metálicas, o seu uso como componentes para a preparação de catalisadores heterogêneos e os processos de ativação e desativação envolvendo os ligantes usados como estabilizantes das nanopartículas ou propositalmente adicionados aos suporte ou ao meio reacional para estimular novas reatividades ou seletividades em reações de interesse industrial, como as hidrogenações, oxidações e hidroformilação. (AU)

Publicações científicas (7)
(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)
VONO, LUCAS L. R.; DAMASCENO, CAMILA C.; MATOS, JIVALDO R.; JARDIM, RENATO F.; LANDERS, RICHARD; MASUNAGA, SUELI H.; ROSSI, LIANE M. Separation technology meets green chemistry: development of magnetically recoverable catalyst supports containing silica, ceria, and titania. Pure and Applied Chemistry, v. 90, n. 1, p. 133-141, JAN 2018. Citações Web of Science: 1.
GARCIA, MARCO A. S.; IBRAHIM, MAHMOUD; COSTA, JEAN C. S.; CORIO, PAOLA; GUSEVSKAYA, ELENA V.; DOS SANTOS, EDUARDO N.; PHILIPPOT, KARINE; ROSSI, LIANE M. Study of the influence of PPh3 used as capping ligand or as reaction modifier for hydroformylation reaction involving Rh NPs as precatalyst. APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, v. 548, n. SI, p. 136-142, NOV 25 2017. Citações Web of Science: 2.
COSTA, NATALIA J. S.; VONO, LUCAS L. R.; WOJCIESZAK, ROBERT; TEIXIERA-NETO, ERICO; PHILIPPOT, KARINE; ROSSI, LIANE M. One-pot organometallic synthesis of alumina-embedded Pd nanoparticles. DALTON TRANSACTIONS, v. 46, n. 41, p. 14318-14324, NOV 7 2017. Citações Web of Science: 0.
GONCALVES, RENATO V.; VONO, LUCAS L. R.; WOJCIESZAK, ROBERT; DIAS, CARLOS S. B.; WENDER, HEBERTON; TEIXEIRA-NETO, ERICO; ROSSI, LIANE M. Selective hydrogenation of CO2 into CO on a highly dispersed nickel catalyst obtained by magnetron sputtering deposition: A step towards liquid fuels. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 209, p. 240-246, JUL 15 2017. Citações Web of Science: 24.
COSTA, JEAN C. S.; GONCALVES, RENATO V.; TEIXEIRA-NETO, ERICO; ROSSI, LIANE M. Temperature-Driven Restructuring of Silver on AuAg Porous Nanotubes: Impact on CO Oxidation. CHEMISTRYSELECT, v. 2, n. 2, p. 660-664, JAN 2017. Citações Web of Science: 2.
FERRAZ, CAMILA P.; GARCIA, MARCO AURELIO S.; TEIXEIRA-NETO, ERICO; ROSSI, LIANE M. Oxidation of benzyl alcohol catalyzed by gold nanoparticles under alkaline conditions: weak vs. strong bases. RSC ADVANCES, v. 6, n. 30, p. 25279-25285, 2016. Citações Web of Science: 22.
GONCALVES, RENATO V.; WOJCIESZAK, ROBERT; WENDER, HEBERTON; DIAS, CARLOS SATO B.; VONO, LUCAS L. R.; EBERHARDT, DARIO; TEIXEIRA, SERGIO R.; ROSSI, LIANE M. Easy Access to Metallic Copper Nanoparticles with High Activity and Stability for CO Oxidation. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 7, n. 15, p. 7987-7994, APR 22 2015. Citações Web of Science: 27.

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