Abordagem multimodal para visualização de sítios ativos de catalisadores core-shell de metais nobres

• Processo: 23/12669-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Amélie Claire Rochet
• Beneficiário: Marlon Muniz da Silva
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/23050-4 - Abordagem multimodal para caracterizar catalisadores em operação, AP.JP
• Assunto(s): Catálise Catalisadores Metais In situ Espectroscopia por absorção de raios X Imageamento Difração por raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catalysis | Core-Shell | In situ | noble metals | X-Ray Absorption Spectroscopy | X-Ray imaging | Catálise

Resumo

Catalisadores heterogêneos são materiais que não possuem estruturas estáticas, podendo mudar sua estrutura (morfologia ou composição superficial) dependendo das condições de reação. Essas alterações, especialmente as em nível atômico, induzem mudanças nas propriedades químicas dos catalisadores. Portanto, é crucial compreender as relações entre suas estruturas e propriedades. Com o desenvolvimento e a melhoria das instalações de radiação síncrotron, o interesse de aplicar técnicas de luz síncrotron in situ/operando está crescendo. As técnicas in situ são apresentadas como métodos dependentes da escala e dificilmente foram exploradas em múltipla escala, entretanto os mecanismos de ativação/desativação precisem ser identificados em diferentes escalas. A novidade deste projeto consiste na combinação de técnicas in situ resolvidas por energia e espaço para obtenção da caracterização completa de catalisadores em condições de trabalho. Para isso, será estudada a reação catalítica de oxidação do monóxido do carbono em múltipla escala por catalisadores de nanopartículas core-shell de metais nobre com formato e tamanho controlados. Vamos utilizar técnicas de luz síncrotron como a técnica de espectroscopia de absorção por raios-X e imageamento por difração de raios-X coerentes in situ para compreender os mecanismos de reação e acompanharmos as evoluções estruturais dos catalisadores com resolução micrométrica no leito catalítico e nanométrica para análise de uma nanopartícula isolada. As alterações, como tensões e defeitos, que ocorrem nos catalisadores através da reação serão correlacionadas aos seus desempenhos catalíticos com condições específicas de histerese. Este projeto de pesquisa gerará uma nova metodologia para o monitoramento in situ de catalisadores e abrirá uma nova rota para pesquisa e desenvolvimento de materiais com aplicações diversas. (AU)