Materiais controlados de TiO2 decorados com nanopartículas metálicas: relação estrutura-performance e investigações mecanísticas na reação de hidrogenação de CO2

• Processo: 18/00393-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Roberto Manuel Torresi
• Beneficiário: Eduardo César Melo Barbosa
• Supervisor: Shik Chi Edman Tsang
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Oxford, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 15/11452-5 - Materiais híbridos compostos por óxidos e nanopartículas metálicas para aplicações catalíticas e fotocatalíticas, BP.DD
• Assunto(s): Materiais Nanopartículas Paládio Dióxido de carbono Dióxido de titânio Catálise heterogênea
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Carbon dioxide hydrogenation | Heterogeneous Catalysis | Palladium nanoparticles | Shape-controlled nanomaterials | titanium dioxide | Materiais

Resumo

As recentes preocupações com a falta de combustível fóssil, as emissões de CO2 e o aquecimento global colocaram uma grande demanda por tecnologias ambientalmente amigáveis. Neste contexto, uma crescente demanda na redução da emissão e desenvolvimento de sistemas de captura de CO2 têm se originado. A hidrogenação de CO2 representa uma abordagem interessante para enfrentar esses desafios. Embora a hidrogenação de CO2 tenha sido alcançada com sucesso por meio de várias rotas catalíticas, a compreensão dos mecanismos de reação, bem como a otimização de atividades e seletividades, continuam a ser desafiadoras. Aproveitando a experiência do nosso grupo em síntese controlada de nanomateriais inorgânicos associada ao conhecimento do Grupo Tsang na síntese controlada de óxidos (TiO2), hidrogenação de dióxido de carbono e caracterização avançada de materiais, por condições ex situ e in situ/operando. A proposta visa melhorar a compreensão da atividade e seletividade dos catalisadores compostos por TiO2 decorados com Pd NPs para a hidrogenação do CO2. Desenvolveremos materiais TiO2 controlados por formas, que serão utilizados como modelos físicos para a deposição de nanopartículas de Pd. Pretendemos investigar o efeito da exposição de diferentes facetas cristalinas do TiO2 sobre a hidrogenação catalítica de CO2. Exploraremos os aspectos mecanísticos das reações por técnicas avançadas de caracterização (ex e in situ) para maior compreensão das atividades e seletividades em função dos parâmetros químicos e físicos que definem os catalisadores. Na última etapa, investigaremos como as propriedades fotocatalíticas do TiO2 influenciam os desempenhos observados. (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)

TEIXEIRA, IVO F.; BARBOSA, EDUARDO C. M.; TSANG, SHIK CHI EDMAN; CAMARGO, PEDRO H. C.. Carbon nitrides and metal nanoparticles: from controlled synthesis to design principles for improved photocatalysis. CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, v. 47, n. 20, p. 7783-7817, OCT 21 2018. (15/26308-7, 17/50118-9, 18/00393-6, 17/05506-0, 15/11452-5)

MO, JIAYING; BARBOSA, EDUARDO C. M.; WU, SIMSON; LI, YIYANG; SUN, YUANCHENG; XIANG, WEIKAI; LI, TONG; PU, SHENGDA; ROBERTSON, ALEX; WU, TAI-SING; et al. Atomic-Precision Tailoring of Au-Ag Core-Shell Composite Nanoparticles for Direct Electrochemical-Plasmonic Hydrogen Evolution in Water Splitting. ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, v. 31, n. 30, JUL 2021. (18/00393-6, 15/11452-5)