Fixação de CO2 por Nanoparticulas de SiO2@TiO2 decoradas com Ferrocianeto de Ferro (Azul da Prússia) e Ferrocianeto de Rutênio: Uma Possível Alternativa para o aumento de Sustentabilidade de Biorefinarias e Plantas de Síntese de Amônia

• Processo: 13/24948-3
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2014
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
• Beneficiário: Elias Paiva Ferreira Neto
• Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/10939-0 - Materiais nanoestruturados baseados em TiO2 modificados com Azul da Prússia e Dissulfetos de Metais de Transição como fotocatalisadores para redução de CO2, BE.EP.DR
• Assunto(s): Nanopartículas Dióxido de titânio Fotocatálise heterogênea Biorrefinarias Dióxido de carbono Processo sol-gel

Resumo

Neste projeto propomos a preparação de novos fotocatalisadores nanoestruturados para redução fotocatalítica de CO2, visando converter este resíduo de processos industriais em compostos químicos de maior valor para a sociedade. O CO2 é um sub-produto gerado por dois processos industriais de grande relevância para a economia nacional, as biorefinarias e as plantas de reforma de vapor acopladas à produção de amônia, sendo que sua utilização pode tornar estes processos mais sustentáveis. Os fotocatalisadores propostos se baseiam na combinação do óxido semicondutor TiO2 e os hexacianometalatos Ferrocianeto de Ferro (Azul da Prússia) e Ferrocianeto de Rutênio. Enquanto que por meio da química versátil do processo sol-gel iremos preparar nanopartículas do tipo core-shell SiO2@N-TiO2 com alta área superficial e propriedades eletrônicas superiores, os co-catalisadores do tipo Prussian Blue serão incorporados seletivamente na superfície do TiO2 pelo método de fotodeposição. Os materiais preparados serão caracterizados por diferentes técnicas espectroscóspicas e testados para redução fotocatalítica de CO2. Acreditamos que o desenvolvimento deste projeto pode promover avanços em relação à eficiência dos processos de conversão foto-assistida do CO2, assim como a melhor compreensão de alguns de seus aspectos fundamentais. Sobretudo, temos intenção de entender como a química, a estrutura e a morfologia dos materiais obtidos se correlacionam com a sua atividade fotocatalítica.

Publicações científicas

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(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)

FERREIRA-NETO, ELIAS P.; ULLAH, SAJJAD; DE CARVALHO, FLAVIO L. S.; DE SOUZA, ADRIANO L.; DE OLIVEIRA, JR., MARCOS; SCHNEIDER, JOSE F.; MASCARENHAS, YVONNE P.; JORGE, JR., ALBERTO M.; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.. Preparation, characterization and photochromic behavior of phosphotungstic acid-ormosil nanocomposites. Materials Chemistry and Physics, v. 153, p. 410-421, MAR 1 2015. (13/24948-3, 11/08120-0)

STAYKOV, ALEKSANDAR; FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; YBARRENA SANTA CRUZ, JEAN MINA; ULLAH, SAJJAD; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. The stability of titania-silica interface. International Journal of Quantum Chemistry, v. 118, n. 4, FEB 15 2018. (13/24948-3, 15/22875-4)

FERREIRA-NETO, ELIAS P.; ULLAH, SAJJAD; SIMOES, MATEUS B.; PERISSINOTTO, AMANDA P.; DE VICENTE, FABIO S.; NOESKE, PAUL-LUDWIG M.; RIBEIROB, SIDNEY J. L.; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.. Solvent-controlled deposition of titania on silica spheres for the preparation of SiO2@TiO2 core@shell nanoparticles with enhanced photocatalytic activity. COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, v. 570, p. 293-305, JUN 5 2019. (13/24948-3, 16/10939-0)

FERREIRA-NETO, ELIAS P.; ULLAH, SAJJAD; MARTINEZ, VITOR P.; YABARRENA, JEAN M. S. C.; SIMOES, MATEUS B.; PERISSINOTTO, AMANDA P.; WENDER, HEBERTON; DE VICENTE, FABIO S.; NOESKE, PAUL-LUDWIG M.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; et al. Thermally stable SiO2@TiO2 core@shell nanoparticles for application in photocatalytic self-cleaning ceramic tiles. MATERIALS ADVANCES, v. 2, n. 6, p. 2085-2096, MAR 21 2021. (13/24948-3, 18/19785-1, 18/01934-0, 15/22828-6)

FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; WORSLEY, MARCUS ANDRE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Towards thermally stable aerogel photocatalysts: TiCl4-based sol-gel routes for the design of nanostructured silica-titania aerogel with high photocatalytic activity and outstanding thermal stability. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 7, n. 5, OCT 2019. (13/24948-3, 16/10939-0)

ULLAH, SAJJAD; FERREIRA-NETO, ELIAS P.; PASA, ANDRE A.; ALCANTARA, CARLOS C. J.; ACUNA, JOSE J. S.; BILMES, SARA A.; RICCI, MARIA L. MARTINEZ; LANDERS, RICHARD; FERMINO, TAINA ZAMPIERI; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.. Enhanced photocatalytic properties of core@shell SiO2@TiO2 nanoparticles. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 179, p. 333-343, DEC 2015. (13/24948-3, 11/08120-0)

FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; ULLAH, SAJJAD; PERISSINOTTO, AMANDA PASQUOTO; DE VICENTE, FABIO S.; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; WORSLEY, MARCUS ANDRE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Prussian blue as a co-catalyst for enhanced Cr(vi) photocatalytic reduction promoted by titania-based nanoparticles and aerogels. NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, v. 45, n. 23, p. 10217-10231, JUN 21 2021. (16/10939-0, 13/24948-3, 18/19785-1, 18/01934-0, 15/22828-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

NETO, Elias Paiva Ferreira. Partículas e Aerogéis nanoestruturados de SiO2/TiO2 e SiO2/TiO2-Azul da Prússia para aplicação em fotocatálise heterogênea. 2018. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.