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Controle em nível sub-monocamada do crescimento de Filmes de ZrO2 sobre suportes de sílica mesoporosa ordenados e adaptação de interface de catalisadores de Ni-Ga por deposição de camada atômica (DCA)

Processo: 19/22260-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 31 de agosto de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Elisabete Moreira Assaf
Beneficiário:Letícia Fernanda Rasteiro
Supervisor no Exterior: Francisco Zaera
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of California, Riverside (UCR), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:17/22671-5 - Nanopartículas de Ga-Ni suportados em sílica porosa para a síntese de metanol a partir do CO2 em baixas pressões, BP.DR
Assunto(s):Química de superfície   Catalisadores

Resumo

A deposição de camada atômica (DCA) é uma técnica de superfície que pode ser usada para preparar materiais com características aprimoradas na escala atômica. A aplicação desta técnica para a preparação de catalisadores já provou ser eficaz na melhoria da atividade catalítica, seletividade e estabilidade, modificando as técnicas tradicionais de síntese para maximizar a área de superfície reativa do material. Na primeira parte deste projeto, propomos estudar o efeito do suporte preparado através da deposição de ZrO2 por DCA em sílicas mesoporosas (MCM-41 e SBA-15). O uso de DCA permite a criação de óxidos metálicos sobre morfologias com alta área superficial, como sílicas mesoestruturadas, criando a possibilidade de sintetizar óxidos mesoestruturados de qualquer metal com um alto grau de controle sobre o tamanho dos poros devido ao controle de nível atômico da DCA. Na segunda etapa do nosso trabalho, os metais Ni-Ga serão então suportados por impregnação úmida na ZrO2 mesoestruturado, e o catalisador resultante será testado para a hidrogenação de CO2 em metanol. O objetivo final é melhorar o desempenho catalítico na produção de metanol, combinando o efeito de suportes modificados com ZrO2 com as áreas altas das sílicas mesoporosas, preparando um novo suporte de óxido misto ainda pouco explorado por outros laboratórios. Além disso, na segunda parte deste projeto, o objetivo é controlar o tamanho das nanopartículas de Ni-Ga via DCA para criar ilhas de metais, suportando primeiro Ni-Ga na superfície mesoporosa da sílica e depois depositando filmes de ZrO2 por DCA. Todos os materiais preparados serão caracterizados na Universidade da Califórnia, Riverside, por adsorção-dessorção de N2, microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X e espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS). Avaliações catalíticas e outras técnicas de caracterização que se revelarem necessárias serão realizadas no retorno ao Brasil.