Preparação de sistemas de reação para a oxidação seletiva fotocatalítica do metano para metanol

• Processo: 19/10689-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Beneficiário: Eduardo Henrique Dias
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/16560-4 - Redução simultânea de CO2 e oxidação de CH4 para combustíveis em células de fluxo utilizando MOx como catalisadores, BE.EP.DD
• Assunto(s): Catálise heterogênea Oxidação Fotocatálise Metano Metanol Reatores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fotocatalise | Metano | oxidação seletiva do metano | Catálise Heterogênea; Fotocatálise

Resumo

Estratégias para a reutilização de metano são dispendiosas pois requerem grande quantidade de energia. Por outro lado, a energia solar é um meio que pode ser utilizado para processos de conversão do metano para produtos de valor agregado, como metanol, por meio da oxidação fotocatalítica. Estruturas semicondutoras são reportadas na literatura como possíveis fotocatalisadores para essas reações, incluindo a oxidação foto-ativada de metano, mas poucos têm se mostrado adequados para a oxidação parcial e seletiva, por exemplo, de metano a metanol. Contudo, um conhecimento adequado das funções e reações dos catalisadores providenciariam ferramentas para o controle da reação, tendo como produto o radical OH, que pode reagir em sítios específicos do metano, produzindo assim metanol. Um segundo aspecto é como melhorar a performance das reações, já que o sistema de reação (líquido ou fase gasosa, com ou sem aplicação de polarização eletroquímica) pode afetar fortemente o curso da reação. Além disso, este plano de pesquisa visa desenvolver um conjunto de diferentes reatores para testar diferentes fotocatalisadores como partículas independentes ou imobilizadas em suportes. A oxidação do CH4 em água será testada primariamente, porem outras reações como a oxidação de CH4 combinada com a reação de CO2 ou N2 serão testadas preliminarmente. Os resultados irão apoiar o LR4 (Linha de pesquisa 4) e prover informações para futuros processos em larga escala. (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)

DIAS, EDUARDO H.; DA SILVA, GELSON T. S. T.; DA CRUZ, JEAN C.; RIBEIRO, CAUE. One-Pot Solvothermal Synthesis of Carbon Black-Supported CuO for Catalysis of CO2 Electroreduction. CHEMELECTROCHEM, v. 9, n. 11, p. 7-pg., 2022-06-14. (20/15230-5, 19/10689-2, 14/50279-4, 18/01258-5, 13/07296-2)

MARQUES E SILVA, RICARDO; SOUZA, FERNANDA DE LOURDES; DIAS, EDUARDO; DA SILVA, GELSON TIAGO DOS SANTOS TAVARES; DURAN, FLORYMAR ESCALONA; REGO, ARJUN; HIGGINS, DREW; RIBEIRO, CAUE. The role of TiO2:SnO2 heterojunction for partial oxidation of methane by photoelectrocatalytic process at room temperature. Journal of Alloys and Compounds, v. 968, p. 7-pg., 2023-09-19. (21/13065-0, 22/10255-5, 19/21496-0, 22/05149-1, 18/01258-5, 20/09628-6, 19/10689-2)

GABRIEL K. MACEDO; EDUARDO HENRIQUE DIAS; CAUE RIBEIRO; OSMANDO F. LOPES. Development of Bismuth Oxyhalides for Organic Pollutant Photodegradation and Water Oxidation: Effect of Synthesis Parameter and Halide Species. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 33, n. 8, p. 948-957, 2022-06-15. (18/01258-5, 19/10689-2)

Publicações acadêmicas

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

DIAS, Eduardo Henrique. Desenvolvimento e aplicabilidade de catalisadores à base de cobre para redução eletroquímica de CO2. 2024. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.