Sólidos lamelares pilarizados com tio2 e dopados com nanopartículas para a fotorredução de dióxido de carbono e water splitting

• Processo: 13/05654-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Mauricio Alves de Melo Junior
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/22388-3 - Otimização da separação fotoquímica de cargas em interfaces nanométricas de fotocatalisadores para a melhora da eficiência de conversão de energia solar em combustível por water splitting, BE.EP.PD
• Assunto(s): Separação da água
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fotorredução do dióxido de carbono | Niobato de potássio | Pilarização | Solar fuels | titanato de potássio | Water splitting | Química de Materiais e Fotocatálise

Resumo

O presente projeto de pesquisa propõe o desenvolvimento de novos semicondutores a base de titânio e nióbio que servirão como catalisadores na fotorredução de dióxido de carbono a hidrocarbonetos e também no processo de water splitting para a produção de gás hidrogênio, produtos estes conhecidos como solar fuels.Os materiais precursores aplicados como fotocatalisadores serão os sólidos lamelares titanato de potássio (K2Ti4O9) e niobato de potássio (K4Nb6O17). Apesar da ampla versatilidade química e estrutural que estes sólidos possuem, o que os tornam eficientes em diversas aplicações, eles foram pouco explorados em processos fotocatalíticos até o presente.As características de espaços interlamelares expansíveis dessas estruturas serão exploradas na introdução de pilares de dióxido de titânio (TiO2) nos espaços interlamelares para a formação de novos sítios fotoativos, aumento da área superficial e consequente aumento das atividades fotocatalíticas dos sólidos resultantes. Devido ao relativo alto valor de band gap dos pilares de TiO2 introduzidos (3,2 eV), o que dificulta a absorção da radiação visível, os sólidos pilarizados serão dopados com nanopartículas de sulfeto de cádmio, óxido de cobre ou platina, para a absorção de uma maior faixa do espectro solar. Os novos materiais serão testados na fotorredução de CO2 para a geração de metano e water splitting para a produção de hidrogênio em reatores desenvolvidos em nosso laboratório e as quantidades dos produtos gerados serão determinadas por cromatografia gasosa.

Publicações científicas

(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)

MELO JUNIOR, MAURICIO ALVES; MORAIS, ANDREIA; NOGUEIRA, ANA F.. Boosting the solar-light-driven methanol production through CO2 photoreduction by loading Cu2O on TiO2-pillared K2Ti4O9. Microporous and Mesoporous Materials, v. 234, p. 1-11, NOV 1 2016. (13/05654-9)

MELO, JR., MAURICIO A.; CARMINATI, SAULO A.; BETTINI, JEFFERSON; NOGUEIRA, ANA F.. Pillaring and NiOx co-catalyst loading as alternatives for the photoactivity enhancement of K2Ti4O9 towards water splitting. SUSTAINABLE ENERGY & FUELS, v. 2, n. 5, p. 958-967, MAY 2018. (13/05654-9, 14/22388-3)