Preparação, caracterização e aplicação de nanocompósitos como eletrodos na redução fotocatalítica de CO2 a hidrocarboneto

• Processo: 11/08034-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: João Eduardo Benedetti
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanocompósitos Fotoeletroquímica Fotocatálise Dióxido de titânio Grafenos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dióxido de titânio | fotocatalise | Grafeno | nanocompósitos | redução fotocatalítica de CO2 | Seleneto de cádmio | Fotoeletroquímica

Resumo

Atualmente, diversos estudos têm buscado fontes alternativas de energia visando reduzir a concentração de dióxido de carbono no meio ambiente. Existem diferentes métodos para o "sequestro" de CO2 da atmosfera, tais como: conversão de CO2 usando biomassa, conversão termoquímica de CO2 e redução eletroquímica. Dentre esses métodos, a redução fotocatalítica de dióxido de carbono a hidrocarboneto tem despertado crescente interesse principalmente, devido à possibilidade da utilização da luz solar como fonte de energia para o processo fotocatalítico. Assim, este projeto de Pós-doutorado tem como tema principal de pesquisa a preparação, caracterização e aplicação de nanocompósitos constituídos de CdX/TiO2/grafeno/Pt (X = S ou Se) como eletrodos na redução fotocatalítica de CO2 a hidrocarboneto. Os filmes de CdX/TiO2 e grafeno/Pt serão sintetizados separadamente e, posteriormente, misturados para formar uma pasta. Essa pasta será depositada sobre substrato condutor (vidro-FTO) e calcinada a 430 ºC para formar o compósito; CdX/TiO2/grafeno/Pt. Em seguida serão feitas caracterizações eletroquímicas, estruturais e morfologias desses filmes. Os estudos de redução fotocatalítica de CO2 a hidrocarboneto serão conduzidos em uma célula fotoeletroquímica construída com vidro de quartzo e um compartimento para o encaixe do eletrodo compósito. A célula fotoeletroquímica será irradiada com luz solar na presença de vapor de água e dióxido de carbono para que ocorra a redução do CO2. As amostras de hidrocarbonetos serão coletadas e analisadas por cromatografia gasosa. Por fim, pretende-se estudar a dinâmica do processo de recombinação dos elétrons (e-) e buracos (h+) nos filmes compósitos por Espectroscopia de Absorção Transiente (TAS), visando um maior entendimento e a otimização do sistema fotocatalítico.