Aerogéis de dissulfetos de metais de transição e celulose bacteriana: nanomateriais bifuncionais com propriedades fotocatalíticas e adsortivas para aplicações ambientais

• Processo: 18/01934-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2018
• Vigência (Término): 21 de abril de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Sidney José Lima Ribeiro
• Beneficiário: Elias Paiva Ferreira Neto
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/22828-6 - Ultrapassando as fronteiras de fibras ópticas: da fotônica até optogenética e monitoramento de meio ambiente, AP.SPEC
• Assunto(s): Remediação ambiental Aerogel Materiais nanoestruturados Fotocatálise Celulose bacteriana Química de materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aerogel | Celulose bacteriana | Dissulfetos de metais de transição | fotocatalise | Nanomateriais | Remediação Ambiental | Química de Materiais

Resumo

A pesquisa e o desenvolvimento de novos materiais para aplicação em tratamento de água e remediação ambiental são de suma importância para combater a poluição crescente do meio ambiente e garantir o suprimento de água potável de qualidade para a população mundial. Os dissulfetos bidimensionais MoS2 e WS2 são novos materiais emergentes com grande potencial para aplicações ambientais empregando luz solar como fonte de energia sustentável e abundante. Suas propriedades eletrônicas, fotocatalíticas e de superfície únicas tornam possível a remoção simultânea e sinérgica de contaminantes orgânicos e metais pesados. Entretanto, estes materiais apresentam aplicabilidade e desempenho limitados na forma de pós ou suspensões devido a problemas de aglomeração e dificuldade de recuperação. Neste projeto propomos o desenvolvimentos de novas rotas para preparação de aerogéis de MoS2, WS2 e MoS2/WS2, bem como para sua deposição sobre aerogéis do biopolímero celulose bacteriana, visando a obtenção de monólitos e membranas macroscópicos com nanoestrutura interna altamente porosa e de elevada área superficial. Combinando a atividade fotocatalítica no visível e capacidade adsortiva única dos dissulfetos com as excelentes propriedades mecânicas e estruturais das membranas de celulose bacteriana, esperamos obter filtros adsorventes e membranas fotocatalíticas funcionais com alto desempenho para remoção de metais pesados tóxicos e poluentes orgânicos presentes em águas contaminadas e efluentes industriais.

Publicações científicas

(12)

(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)

RAHMAN, KIFAYAT U.; FERREIRA-NETO, ELIAS P.; RAHMAN, GHAWS U.; PARVEEN, RASHIDA; MONTEIRO, ANDREIA S.; RAHMAN, GUL; LE, QUYET VAN; DOMENEGUETTI, RAFAEL R.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; ULLAH, SAJJAD. Flexible bacterial cellulose-based BC-SiO2-TiO2-Ag membranes with self-cleaning, photocatalytic, antibacterial and UV-shielding properties as a potential multifunctional material for combating infections and environmental applications. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 9, n. 1, FEB 2021. (18/01934-0)

FERREIRA-NETO, ELIAS P.; ULLAH, SAJJAD; DA SILVA, THAIS C. A.; DOMENEGUETTI, RAFAEL R.; PERISSINOTTO, AMANDA P.; DE VICENTE, FABIO S.; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. Bacterial Nanocellulose/MoS2 Hybrid Aerogels as Bifunctional Adsorbent/Photocatalyst Membranes for in-Flow Water Decontamination. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 12, n. 37, p. 41627-41643, SEP 16 2020. (15/22828-6, 18/01934-0)

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)

LIMA PERINI, JOAO ANGELO; TAVELLA, FRANCESCO; FERREIRA NETO, ELIAS PAIVA; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; GIUSI, DANIELE; CENTI, GABRIELE; PERATHONER, SIGLINDA; AMPELLI, CLAUDIO. Role of nanostructure in the behaviour of BiVO 4-TiO 2 nanotube photoanodes for solar water splitting in relation to operational conditions. SOLAR ENERGY MATERIALS AND SOLAR CELLS, v. 223, MAY 2021. (18/01934-0, 18/16062-9)

ULLAH, S.; FERREIRA-NETO, E. P.; HAZRA, C.; PARVEEN, R.; ROJAS-MANTILLA, H. D.; CALEGARO, M. L.; SERGE-CORREALES, Y. E.; RODRIGUES-FILHO, U. P.; RIBEIRO, S. J. L.. Broad spectrum photocatalytic system based on BiVO4 and NaYbF4:Tm3+ upconversion particles for environmental remediation under UV-vis-NIR illumination. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 243, p. 121-135, APR 2019. (18/01934-0, 15/18733-0, 15/22875-4)

RAHMAN, KIFAYAT U.; FERREIRA-NETO, ELIAS P.; RAHMAN, GHAWS U.; PARVEEN, RASHIDA; MONTEIRO, ANDREIA S.; RAHMAN, GUL; QUYET VAN LE; DOMENEGUETTI, RAFAEL R.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; ULLAH, SAJJAD. Flexible bacterial cellulose-based BC-SiO2-TiO2-Ag membranes with self-cleaning, photocatalytic, antibacterial and UV-shielding properties as a potential multifunctional material for combating infections and environmental applications. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 9, n. 1, p. 12-pg., 2021-01-24. (18/01934-0)

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)

ULLAH, SAJJAD; FAYEZA; KHAN, ABRAR A.; JAN, ABDULLAH; AAIN, SANIA Q.; NETO, ELIAS P. F.; SERGE-CORREALES, YORK E.; PARVEEN, RASHIDA; WENDER, HEBERTON; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.; et al. Enhanced photoactivity of BiVO4/Ag/Ag2O Z-scheme photocatalyst for efficient environmental remediation under natural sunlight and low-cost LED illumination. COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, v. 600, p. 12-pg., 2020-09-05. (18/01934-0)

NOVELETTO, JULIA CRISTINA; FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; GONCALVES, LIDIANE PATRICIA; ULLAH, SAJJAD; DONATTI, DARIO ANTONIO; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Plasmonic silver-based reversible photochromism in Ag+-doped organomodified silicates-phosphotungstate hybrid films. Optical Materials, v. 92, p. 233-242, JUN 2019. (18/01934-0, 15/22875-4)

DA SILVA, THAIS CAROLINE ALMEIDA; MARCHIORI, LEONARDO; MATTOS, BIANCA OLIVEIRA; ULLAH, SAJJAD; BARUD, HERNANE DA SILVA; DOMENEGUETTI, RAFAEL ROMANO; ROJAS-MANTILLA, HERNAN DARIO; ZANONI, MARIA VALNICE BOLDRIN; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA; FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; et al. Designing Highly Photoactive Hybrid Aerogels for In-Flow Photocatalytic Contaminant Removal Using Silica-Coated Bacterial Nanocellulose Supports. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 15, n. 19, p. 14-pg., 2023-05-08. (15/22828-6, 18/01934-0, 14/50945-4, 13/07276-1)

SERGE-CORREALES, YORK E.; ULLAH, SAJJAD; FERREIRA-NETO, ELIAS P.; ROJAS-MANTILLA, HERNAN D.; HAZRA, CHANCHAL; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. A UV-visible-NIR active smart photocatalytic system based on NaYbF4:Tm3+ upconverting particles and Ag3PO4/H2O2 for photocatalytic processes under light on/light off conditions. MATERIALS ADVANCES, v. 3, n. 6, p. 11-pg., 2021-12-24. (18/15791-7, 18/01934-0, 15/22828-6)

ULLAH, SAJJAD; FAYEZA; KHAN, ABRAR A.; JAN, ABDULLAH; AAIN, SANIA Q.; NETO, ELIAS P. F.; SERGE-CORREALES, YORK E.; PARVEEN, RASHIDA; WENDER, HEBERTON; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.; et al. Enhanced photoactivity of BiVO 4 /Ag/Ag 2 O Z -scheme photocatalyst for e fficient environmental remediation under natural sunlight and low-cost LED illumination. COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, v. 600, SEP 5 2020. (18/01934-0)