Materiais híbridos contendo nanopartículas metálicas para aplicações catalíticas

• Processo: 15/21366-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2018
• 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
• Auxílio(s) vinculado(s): 17/50118-9 - Plasmonic nanoparticles supported on semiconductors and its applications in photocatalysis, AP.R SPRINT
• Assunto(s): Nanopartículas Plasmônica Óxidos metálicos Catálise Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catálise | metais nobres | Nanopartículas | óxidos metálicos | Plasmônica | nanomateriais

Resumo

Este projeto propõe a utilização de metodologias simples, versáteis e ambientalmente corretas para a obtenção de materiais híbridos à base de óxidos metálicos apresentando propriedades controladas decorados com nanopartículas metálicas. Especificamente, focaremos nos seguintes sistemas: TiO2, Cu2O, CuO, MnO2, WO3 e óxido de grafeno (GO), que poderão ser sintetizados em diferentes morfologias (esferas, fios, cubos, octaedros, dendritos e estruturas bidimensionais) para posterior deposição de nanopartículas metálicas (Au, Ag, Pd, Pt, Rh e Ir) sobre suas superfícies. Os materiais híbridos serão produzidos através de uma abordagem baseada no crescimento mediado por semente na qual o óxido atua como template físico para deposição do metal oriundo da redução do seu íon precursor correspondente. Em uma próxima etapa, os materiais híbridos serão utilizados como catalisadores para uma variedade de reações relevantes no contexto da síntese química. Em particular, nos concentraremos em quatro abordagens catalíticas: i) catálise heterogênea "convencional" (redução do 4-nitrofenol, acoplamento de Suzuki, oxidação de compostos modelo em fase líquida; ii) eletrocatálise (reações relevantes no contexto de células combustíveis); iii) fotocatálise (degradação oxidativa de corantes mediada por luz visível); e iv) catálise plasmônica (intensificação de processos catalíticos pela excitação dos plasmon de superfície em nanopartículas de Ag e Au). Como os nanomateriais obtidos neste projeto terão características controladas, possibilitam investigação sistemática de como suas atividades catalíticas variam em função dos parâmetros físico-químicos que os definem (tamanho, composição, estrutura e arquitetura). (AU)

Publicações científicas

(34)

(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)

RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; ALVES, RAFAEL S.; DE FREITAS, ISABEL C.; OLIVEIRA, DANIELA C.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Controlling Reduction Kinetics in the Galvanic Replacement Involving Metal Oxides Templates: Elucidating the Formation of Bimetallic Bowls, Rattles, and Dendrites from Cu2O Spheres. PARTICLE & PARTICLE SYSTEMS CHARACTERIZATION, v. 35, n. 5, SI, MAY 2018. (15/26308-7, 15/21366-9)

BARBOSA, EDUARDO C. M.; FIORIO, JHONATAN L.; MOU, TONG; WANG, BIN; ROSSI, LIANE M.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Reaction Pathway Dependence in Plasmonic Catalysis: Hydrogenation as a Model Molecular Transformation. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, v. 24, n. 47, SI, p. 12330-12339, AUG 22 2018. (16/16738-7, 15/26308-7, 15/21366-9, 15/11452-5)

GUALTEROS, JESUS A. D.; GARCIA, MARCO A. S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; CANDIDO, EDUARDO G.; E SILVA, FELIPE A.; FONSECA, FABIO C.; QUIROZ, JHON; DE OLIVEIRA, DANIELA C.; CORDOBA DE TORRESI, SUSANA I.; et al. Synthesis of highly dispersed gold nanoparticles on Al2O3, SiO2, and TiO2 for the solvent-free oxidation of benzyl alcohol under low metal loadings. Journal of Materials Science, v. 54, n. 1, p. 238-251, JAN 2019. (17/12407-9, 15/21366-9, 14/50279-4, 14/09087-4)

GEONMONOND, RAFAEL S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; DE FREITAS, ISABEL C.; ANDO, ROMULO A.; ALVES, TIAGO V.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Addressing the Effects of Size-dependent Absorption, Scattering, and Near-field Enhancements in Plasmonic Catalysis. CHEMCATCHEM, v. 10, n. 16, p. 3447-3452, AUG 21 2018. (15/26308-7, 15/21366-9)

FIORIO, JHONATAN L.; ARAUJO, THAYLAN P.; BARBOSA, EDUARDO C. M.; QUIROZ, JHON; CAMARGO, PEDRO H. C.; RUDOLPH, MATTHIAS; HASHMI, A. STEPHEN K.; ROSSI, LIANE M.. Gold-amine cooperative catalysis for reductions and reductive aminations using formic acid as hydrogen source. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 267, JUN 15 2020. (15/11452-5, 15/21366-9, 15/26308-7, 16/17866-9, 17/07564-8, 16/16738-7)

FIORIO, JHONATAN L.; BARBOSA, EDUARDO C. M.; KIKUCHI, DANIELLE K.; CAMARGO, PEDRO H. C.; RUDOLPH, MATTHIAS; HASHMI, A. STEPHEN K.; ROSSI, LIANE M.. Piperazine-promoted gold-catalyzed hydrogenation: the influence of capping ligands. CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 10, n. 7, p. 1996-2003, APR 7 2020. (16/16738-7, 15/26308-7, 15/21366-9, 15/11452-5)

BARBOSA, EDUARDO C. M.; PARREIRA, LUANNA S.; DE FREITAS, ISABEL C.; AVEIRO, LUCI R.; DE OLIVEIRA, DANIELA C.; DOS SANTOS, MAURO C.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Pt-Decorated TiO2 Materials Supported on Carbon: Increasing Activities and Stabilities toward the ORR by Tuning the Pt Loading. ACS APPLIED ENERGY MATERIALS, v. 2, n. 8, p. 5759-5768, AUG 2019. (15/21366-9, 15/26308-7, 16/00819-8, 15/11452-5, 17/21846-6)

SANTOS, WAGNER C. C.; DIAS, KEVIN A.; SANTOS, LEIDAIANY P.; KISUKURI, CAMILA M.; RODRIGUES, THENNER S.; GEONMONOND, RAFAEL S.; CAMARGO, PEDRO H. C.; ANDRADE, LEANDRO H.. Evaluating Gold and Selenium Chemistry for Selective Transformations of Lignin Model Compounds. ADVANCED SYNTHESIS & CATALYSIS, v. 360, n. 7, p. 1376-1383, APR 3 2018. (15/21366-9, 14/22457-5)

WANG, JIALE; DE FREITAS, ISABEL C.; ALVES, TIAGO V.; ANDO, ROMULO A.; FANG, ZEBO; CAMARGO, PEDRO H. C.. On the Effect of Native SiO2 on Si over the SPR-mediated Photocatalytic Activities of Au and Ag Nanoparticles. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, v. 23, n. 30, p. 7185-7190, MAY 29 2017. (15/21366-9)

GEONMONOND, RAFAEL S.; QUIROZ, JHON; ROCHA, GUILHERME F. S. R.; OROPEZA, FREDDY E.; RANGEL, CLARA J.; RODRIGUES, THENNER S.; HOFMANN, JAN P.; HENSEN, EMIEL J. M.; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Marrying SPR excitation and metal-support interactions: unravelling the contribution of active surface species in plasmonic catalysis. NANOSCALE, v. 10, n. 18, p. 8560-8568, MAY 14 2018. (15/26308-7, 15/21366-9)

DA SILVA, ANDERSON G. M.; BATALHA, DANIEL C.; RODRIGUES, THENNER S.; CANDIDO, EDUARDO G.; LUZ, SULUSMON C.; DE FREITAS, ISABEL C.; FONSECA, FABIO C.; DE OLIVEIRA, DANIELA C.; TAYLOR, JASON G.; CORDOBA DE TORRESI, SUSANA I.; et al. Sub-15 nm CeO2 nanowires as an efficient non-noble metal catalyst in the room-temperature oxidation of aniline. CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 8, n. 7, p. 1828-1839, APR 7 2018. (14/50279-4, 14/09087-4, 15/26308-7, 15/21366-9)

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. (15/21366-9, 13/19861-6)

RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; GONCALVES, MARIANA C.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; PROBST, LUIZ F. D.; DA SILVA, ALISSON H. M.; ASSAF, JOSE M.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Catalytic Properties of AgPt Nanoshells as a Function of Size: Larger Outer Diameters Lead to Improved Performances. Langmuir, v. 32, n. 36, p. 9371-9379, SEP 2016. (15/21366-9)

RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; DE MOURA, ARTHUR B. L.; GEONMONOND, RAFAEL S.; CAMARGO, PEDRO H. C.. AgAu Nanotubes: Investigating the Effect of Surface Morphologies and Optical Properties over Applications in Catalysis and Photocatalysis. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 28, n. 9, p. 1630-1638, SEP 2017. (15/21366-9)

PAPA, LETIZIA; DE FREITAS, ISABEL C.; GEONMONOND, RAFAEL S.; DE AQUINO, CAROLINE B.; PIERETTI, JOANA C.; DOMINGUES, SERGIO H.; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Supports matter: unraveling the role of charge transfer in the plasmonic catalytic activity of silver nanoparticles. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 5, n. 23, p. 11720-11729, JUN 21 2017. (12/50259-8, 15/21366-9)

SCREMIN, JESSICA; MELO BARBOSA, EDUARDO CESAR; ROSSI SALAMANCA-NETO, CARLOS ALBERTO; CURY CAMARGO, PEDRO HENRIQUE; SARTORI, ELEN ROMAO. Amperometric determination of ascorbic acid with a glassy carbon electrode modified with TiO2-gold nanoparticles integrated into carbon nanotubes. Microchimica Acta, v. 185, n. 5, MAY 2018. (15/21366-9, 15/11452-5)

DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; CANDIDO, EDUARDO G.; DE FREITAS, ISABEL C.; DA SILVA, ALISSON H. M.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; GOMES, JANAINA F.; ASSAF, JOSE M.; DE OLIVEIRA, DANIELA C.; et al. Combining active phase and support optimization in MnO2-Au nanoflowers: Enabling high activities towards green oxidations. Journal of Colloid and Interface Science, v. 530, p. 282-291, NOV 15 2018. (15/26308-7, 15/21366-9)

LIMA, DEBORA R.; JIANG, NING; LIU, XIN; WANG, JIALE; VULCANI, VALCINIR A. S.; MARTINS, ALESSANDRO; MACHADO, DOUGLAS S.; LANDERS, RICHARD; CAMARGO, PEDRO H. C.; PANCOTTI, ALEXANDRE. Employing Calcination as a Facile Strategy to Reduce the Cytotoxicity in CoFe2O4 and NiFe2O4 Nanoparticles. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 9, n. 45, p. 39830-39838, NOV 15 2017. (15/26308-7, 15/21366-9)

AVEIRO, LUCI R.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; ANTONIN, VANESSA S.; CANDIDO, EDUARDO G.; PARREIRA, LUANNA S.; GEONMONOND, RAFAEL S.; DE FREITAS, ISABEL C.; LANZA, MARCOS R. V.; CAMARGO, PEDRO H. C.; SANTOS, MAURO C.. Carbon-supported MnO2 nanoflowers: Introducing oxygen vacancies for optimized volcano-type electrocatalytic activities towards H2O2 generation. Electrochimica Acta, v. 268, p. 101-110, APR 1 2018. (16/00819-8, 15/10314-8, 17/21846-6, 15/21366-9)

FERBONINK, G. F.; RODRIGUES, T. S.; DOS SANTOS, D. P.; CAMARGO, P. H. C.; ALBUQUERQUE, R. Q.; NOME, R. A.. Correlating structural dynamics and catalytic activity of AgAu nanoparticles with ultrafast spectroscopy and all-atom molecular dynamics simulations. FARADAY DISCUSSIONS, v. 208, p. 269-286, AUG 1 2018. (15/21366-9, 15/26308-7, 16/23430-9)

PARREIRA, LUANNA S.; ANTONIASSI, RODOLFO M.; FREITAS, ISABEL C.; DE OLIVEIRA, DANIELA C.; SPINACE, ESTEVAM V.; CAMARGO, PEDRO H. C.; DOS SANTOS, MAURO C.. MWCNT-COOH supported PtSnNi electrocatalysts for direct ethanol fuel cells: Low Pt content, selectivity and chemical stability. RENEWABLE ENERGY, v. 143, p. 1397-1405, DEC 2019. (15/26308-7, 17/10118-0, 15/21366-9, 16/00819-8, 17/21846-6)

MATTOS, GABRIEL J.; MORAES, JAQUELINE T.; BARBOSA, EDUARDO C. M.; CAMARGO, PEDRO H. C.; DEKKER, ROBERT F. H.; BARBOSA-DEKKER, ANELI M.; SARTORI, ELEN R.. Laccase stabilized on beta-D-glucan films on the surface of carbon black/gold nanoparticles: A new platform for electrochemical biosensing. BIOELECTROCHEMISTRY, v. 129, p. 116-123, OCT 2019. (15/26308-7, 15/21366-9, 15/11452-5)

QUIROZ, JHON; BARBOSA, EDUARDO C. M.; ARAUJO, THAYLAN P.; FIORIO, JHONATAN L.; WANG, YI-CHI; ZOU, YI-CHAO; MOU, TONG; ALVES, TIAGO V.; DE OLIVEIRA, DANIELA C.; WANG, BIN; et al. Controlling Reaction Selectivity over Hybrid Plasmonic Nanocatalysts. Nano Letters, v. 18, n. 11, p. 7289-7297, NOV 2018. (15/26308-7, 17/07564-8, 16/16738-7, 15/21366-9, 16/17866-9, 15/11452-5)

MATTOS, GABRIEL J.; SALAMANCA-NETO, CARLOS A. R.; BARBOSA, EDUARDO C. M.; CAMARGO, PEDRO H. C.; DEKKER, ROBERT F. H.; BARBOSA-DEKKER, ANELI M.; SARTORI, ELEN R.. A photoelectrochemical enzyme biosensor based on functionalized hematite microcubes for rutin determination by square-wave voltammetry. Microchimica Acta, v. 188, n. 1, JAN 6 2021. (15/26308-7, 15/21366-9, 15/11452-5)

WANG, JIALE; BARBOSA, EDUARDO C. M.; FANG, ZEBO; PARUSSULO, ANDRE L. A.; DOS REIS, FLAVIA V. E.; ANDO, ROMULO A.; ARAKI, KOITI; TOMA, HENRIQUE E.; CAMARGO, PEDRO H. C.. On the effect of TiO2 nanocrystallites over the plasmonic photodegradation by Au nanoparticles. Journal of Raman Spectroscopy, v. 49, n. 12, p. 1953-1960, DEC 2018. (15/21366-9)

PINHEIRO, VICTOR S.; PAZ, EDSON C.; AVEIRO, LUCI R.; PARREIRA, LUANNA S.; SOUZA, FELIPE M.; CAMARGO, PEDRO H. C.; SANTOS, MAURO C.. Mineralization of paracetamol using a gas diffusion electrode modified with ceria high aspect ratio nanostructures. Electrochimica Acta, v. 295, p. 39-49, FEB 1 2019. (17/22976-0, 15/10314-8, 17/10118-0, 17/26288-1, 15/21366-9, 16/00819-8, 17/21846-6)

GEONMONOND, RAFAEL S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Controlled synthesis of noble metal nanomaterials: motivation, principles, and opportunities in nanocatalysis. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 90, n. 1, 1, p. 719-744, 2018. (15/26308-7, 15/21366-9)

DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; PARUSSULO, ANDRE L. A.; CANDIDO, EDUARDO G.; GEONMONOND, RAFAEL S.; BRITO, HERMI F.; TOMA, HENRIQUE E.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Controlled Synthesis of Nanomaterials at the Undergraduate Laboratory: Cu(OH)(2) and CuO Nanowires. Journal of Chemical Education, v. 94, n. 6, p. 743-750, JUN 2017. (15/21366-9)

DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; HAIGH, SARAH J.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Galvanic replacement reaction: recent developments for engineering metal nanostructures towards catalytic applications. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 53, n. 53, p. 7135-7148, JUL 7 2017. (15/26308-7, 15/21366-9)

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. (15/21366-9, 13/19861-6)

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. (15/21366-9, 13/19861-6)

RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; DE OLIVEIRA, LUCAS C.; DA SILVA, ADALBERTO M.; TEIXEIRA, ROBSON R.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Cu2O spheres as an efficient source of catalytic Cu(I) species for performing azide-alkyne click reactions. Tetrahedron Letters, v. 58, n. 6, p. 590-595, FEB 8 2017. (15/21366-9)

BARBOSA, EDUARDO C. M.; FIORIO, JHONATAN L.; MOU, TONG; WANG, BIN; ROSSI, LIANE M.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Reaction Pathway Dependence in Plasmonic Catalysis: Hydrogenation as a Model Molecular Transformation. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, v. 24, n. 47, p. 10-pg., 2018-08-22. (16/16738-7, 15/26308-7, 15/21366-9, 15/11452-5)

RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; ALVES, RAFAEL S.; DE FREITAS, ISABEL C.; OLIVEIRA, DANIELA C.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Controlling Reduction Kinetics in the Galvanic Replacement Involving Metal Oxides Templates: Elucidating the Formation of Bimetallic Bowls, Rattles, and Dendrites from Cu2O Spheres. PARTICLE & PARTICLE SYSTEMS CHARACTERIZATION, v. 35, n. 5, p. 9-pg., 2018-05-01. (15/21366-9, 15/26308-7)