Nanomateriais híbridos para conversão de energia: integrando nanoestruturas plasmônicas e nanomateriais fotoluminescentes

• Processo: 17/07564-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Pedro Henrique Cury Camargo
• Beneficiário: Thaylan Pinheiro Araújo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/26308-7 - Otimização das propriedades físico-químicas de materiais nano-estruturados e suas aplicações em reconhecimento molecular, catálise e conversão/armazenamento de energia, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/25882-7 - Investigação in-situ/operando do processo de hidrogenação de CO2 sobre superfícies de Au/carbono dopado com nitrogênio: explorando propriedades cataliticamente importantes, BE.EP.MS
• Assunto(s): Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Conversão de Energia | fotocatalise | fotoeletrocatálise | nanoestruturas plasmônicas | Nanomateriais fotoluminescentes | Nanomateriais hibridos | Química de materiais

Resumo

Este projeto propõe a obtenção de uma nova classe de nanomateriais híbridos, os quais são descritos pela integração de nanopontos de carbono (CNDs) fotoluminescentes, dopados ou não com heteroátomos (N, S, B e P), e nanoestruturas plasmônicas de prata (Ag) e ouro (Au), visando, principalmente, a aplicação destes na conversão de energia solar à compostos combustíveis. Para estes nanomateriais, temos o interesse na formação de estruturas do tipo casca@caroço, nas quais os CNDs figurem como o caroço, enquanto que as nanoestruturas plasmônicas como a casca. Neste sentido, a primeira etapa deste projeto irá focar no desenvolvimento e otimização de rotas de síntese para tais estruturas, nas quais pretendemos alcançar excelente controle sobre a uniformidade, morfologia, tamanho e composição das mesmas. Na segunda parte deste projeto, os nanomateriais sintetizados serão empregados como fotocatalisadores em processos de fotocatálise e fotoeletrocatálise que visem a produção de H2 combustível a partir da reação de quebra fotocatalítica da água. Ainda nesta etapa, pretendemos investigar a atividade fotocatalítica destes nanomateriais em função de suas morfologias, tamanhos e composições. Na terceira etapa, iremos expandir este estudo para verificar como as propriedades fotocatalíticas dos nanomateriais híbridos é influenciada pela combinação do efeito fotoluminescência com conversão ascendente dos CNDs e o fenômeno de ressonância de plasmons de superfície localizados das nanoestrturas plasmônicas de Ag ou Au. Finalmente, espera-se que com esta base de conhecimentos, possamos otimizar de forma bastante precisa as propriedades fotocatalíticas dos nanomateriais híbridos compostos por CNDs e naoestruturas plasmônicas. (AU)

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)

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)

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)

ARAUJO, THAYLAN P.; QUIROZ, JHON; BARBOSA, EDUARDO C. M.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Understanding plasmonic catalysis with controlled nanomaterials based on catalytic and plasmonic metals. CURRENT OPINION IN COLLOID & INTERFACE SCIENCE, v. 39, p. 110-122, FEB 2019. (17/07564-8, 15/26308-7, 16/17866-9, 15/11452-5)

Publicações acadêmicas

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

ARAÚJO, Thaylan Pinheiro. Catalisadores baseados em metais de transição para aplicações em processos de conversão de energia. 2019. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ) São Paulo.