Síntese de nanopartículas de ouro com forma controlada

• Processo: 19/03162-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de junho de 2019
• Vigência (Término): 31 de maio de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Florian Edouard Pierre Meneau
• Beneficiário: Luiza Minucci Manente
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/25964-5 - Dos monômeros às nanopartículas: investigação in situ da formação de nanopartículas de ouro em tempo real por técnicas síncrotron e de microscopia, AP.JP
• Assunto(s): Nanopartículas de ouro Catálise Oxidação Tensoativos Espectroscopia Microscopia eletrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gold nanoparticles | Nucleation and growth theories | Shape-controlled nanoparticles | UVvis spectroscopies | X-ray and electron imaging techniques | Nucleation and growth kinetics

Resumo

O ouro (Au) costumava ser considerado como não ativo em catálise devido a natureza inerte do ouro maciço. Porém em 1987 Haruta identificou elevada atividade na reação de oxidação do CO quando o ouro era suportado em óxido metálico e apresentava elevada dispersão. Vários efeitos contribuem para as propriedades catalíticas das nanopartículas de ouro suportadas, como tamanho das partículas, forma e defeitos cristalinos. A dependência da forma na atividade catalítica resulta intrinsecamente das diferenças na estrutura geométrica e no estado eletrônico dos átomos do catalisador associados a diferentes facetas cristalográficas. As facetas superficiais de uma nanopartícula do catalisador oferecem diferentes configurações e forças de ligação. Para uma nanopartícula metálica com estrutura cúbica de face centrada, as três facetas principais da superfície são {100}, {111} e {110}. Cada faceta fornece diferentes arranjos atômicos e cobertura superficial. As diferenças intrínsecas na ocupação da superfície resultam em uma grande diferença na energia de adsorção ou na barreira de ativação para a dissociação de uma molécula reagente e consequentemente na atividade catalítica. Ajustando a forma da nanopartícula, suas facetas e anisotropia podem ser facilmente controladas. Pretendemos produzir nanopartículas de ouro com formato bem controlado para entender a reatividade das diferentes facetas durante a reação de oxidação de CO. As nanopartículas cúbicas, arredondadas e hexagonais serão sintetizadas pelo método de crescimento de sementes em solução. Primeiro as sementes de ouro serão preparadas com um agente redutor forte na presença de um surfactante. A forma das nanopartículas será controlada durante a reação de crescimento pelo ajuste da concentração de surfactante e do agente redutor fraco. A nucleação e crescimento das sementes e o subsequente crescimento das nanopartículas serão investigados por espectroscopia de UVvis e SAXS. A forma e o tamanho serão investigados por microscopia eletrônica e de raios X.

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)

PASSOS, ALINE R.; ROCHET, AMELIE; MANENTE, LUIZA M.; SUZANA, ANA F.; HARDER, ROSS; CHA, WONSUK; MENEAU, FLORIAN. Three-dimensional strain dynamics govern the hysteresis in heterogeneous catalysis. NATURE COMMUNICATIONS, v. 11, n. 1, SEP 18 2020. (14/25964-5, 19/03162-8, 14/27127-3, 18/08816-3, 17/23050-4)