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Nucleação e crescimento de zeólitas do tipo MFI contendo nanopartículas de Fe3O4 utilizando microemulsão reversa para a preparação de nanoestruturas magnéticas core-shell com camada zeolítica

Processo: 20/02289-1
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 27 de outubro de 2020
Vigência (Término): 26 de outubro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Ernesto Antonio Urquieta Gonzalez
Beneficiário:Diógenes Honorato Piva
Supervisor no Exterior: Svetlana Mintova
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa : Laboratoire Catalyse & Spectrochimie (LCS), França  
Vinculado à bolsa:18/25649-3 - Nucleação e crescimento de zeólitas com estrutura MFI sobre superfícies de nanopartículas de Fe3O4 para a preparação de nanocatalisadores separáveis magneticamente, BP.PD
Assunto(s):Microemulsão   Materiais nanoestruturados   Síntese   Zeolitas   Catálise heterogênea

Resumo

O presente projeto tem como objetivo principal o desenvolvimento de nanoestruturas core-shell Fe3O4@MFI (MFI = Silicalite-1 e ZSM-5) com dimensões inferiores a 100 nm, contendo uma camada discreta, uniforme e com espessura finamente ajustável sem a formações de partículas de zeólitas livres de núcleo. Para alcançar essas características, o método de microemulsão reversa mediante condições hidrotérmicas será adotado e, um abrangente estudo dos processos de nucleação e crescimento dos cristais de zeólita dentro deste sistema será realizado. Nossos resultados preliminares têm demonstrado que essa abordagem fornece um confinado espaço para o crescimento de cristais de silicalita-1 e a formação de nanoestruturas com características core-shell. No entanto, os resultados também demostram que a formação das nanoestruturas é favorecida principalmente durante período de envelhecimento da suspensão de síntese sendo posteriormente degradadas durante a etapa de tratamento hidrotérmico em elevadas temperaturas. Portanto, de forma a fornecer uma estratégia de síntese que possibilite preparar nanoestruturas core-shell com as características acima descrita, o presente projeto buscará investigar os efeito de parâmetros tais como: tempo de envelhecimento, temperatura hidrotérmica, concentração da mistura de síntese da zeólita, concentração de surfactante e co-surfactante e concentração de nanopartículas de Fe3O4. Uma compreensão fundamental dos fenômenos de nucleação e crescimento dos cristais de zeólita durante a etapa de síntese será realizada com o auxílio de técnicas como Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM), Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS) e Difração de raios X (DRX). Espera-se que os resultados alcançados contribuam para a atual pesquisa sobre zeólitas magnéticas com estrutura core-shell que vem sendo desenvolvida junto ao Centro de Excelência para Pesquisa em Química Sustentável (CERSusChem). (AU)