Investigação in situ da atividade catalítica de nanopartículas de óxido de cério (IV) frente a compostos alfa,beta-insaturados por espectroscopia Raman

• Processo: 22/12491-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Italo Odone Mazali
• Beneficiário: Gustavo Damasceno Lima de Andrade
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50906-9 - INCT 2014: em Materiais Complexos Funcionais (INOMAT), AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/07570-9 - Estudo da atividade catalítica de nanobastões de ceria com uso de reator em batelada e caracterização de superfície avançada do catalisador, BE.EP.IC
• Assunto(s): Catálise heterogênea Espectroscopia Raman Materiais nanoestruturados Óxido de cério
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização in situ | catálise heterogênea | espectroscopia Raman | hidrogenação seletiva | Nanomateriais | Óxido de Cério | Química do Estado Sólido e de Materiais

Resumo

A catálise heterogênea é uma alternativa interessante para a redução seletiva de compostos carbonílicos ±,²-insaturados. Estudo recente demonstra a eficiência e seletividade de nanobastões de CeO2 na redução de crotonaldeído a álcool crotílico, e a adsorção de diferentes ±,²-insaturados em CeO2 já foi reportada na literatura. Com isso, nanobastões deste óxido não-estequiométrico é uma opção para aplicação na catálise do crotonaldeído. Mais especificamente, as vacâncias de oxigênio presentes nos nanobastões de CeO2 possuem papel de destaque na garantia da seletividade e eficiência da reação. O estudo da concentração de vacâncias no CeO2 já se mostrou possível com o uso da técnica de espectroscopia Raman in situ. Com isso, este projeto propõe o estudo da formação e consumo de vacâncias de oxigênio na superfície de nanobastões de CeO2, utilizando Raman in situ, enquanto as nanopartículas atuam como catalisadores na redução de diferentes compostos carbonílicos ±,²-insaturados. Este acompanhamento permitirá compreender o papel de defeitos de não-estequiometria nas reações catalisadas por este material. Além disso, os nanobastões serão tratados por diferentes procedimentos, sendo eles cominuição e lixiviação, e os impactos destes tratamentos sobre a reversibilidade das vacâncias de oxigênio durante a catálise serão observados. A redução seletiva de ±,²-insaturados a álcoois insaturados utilizando nanopartículas de CeO2 representaria um valioso avanço para diferentes indústrias, dada a grande importância destes álcoois como intermediários em cadeias de produção de fármacos, flavorizantes e fragrâncias. Os compostos carbonílicos ±,²-insaturados que serão estudados são o crotonaldeído, o 2- metilcrotonaldeído, o óxido de mesitila e o cinamaldeído.