Redes metal-orgânicas (MOFs) como catalisadores inovadores na ativação e oxidação de ligações C-H: uma análise mecanística e espectroscópica

• Processo: 24/01609-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de julho de 2024
• Vigência (Término): 30 de junho de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Dalmo Mandelli
• Beneficiário: Gustavo Felix Bitencourt
• Supervisor: Mohamad El-Roz
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Université de Caen Basse-Normandie, França
• Vinculado à bolsa: 23/08875-8 - Redes metalorgânicas (MOFs) como catalisadores heterogêneos para obtenção de produtos oxigenados a partir da oxidação direta do metano, BP.DD
• Assunto(s): Gás natural Catálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Heterogeneous Catalysis | Metal-organic frameworks | methane oxidation | Natural Gas | Catálise

Resumo

No contexto das políticas de ação climática e desenvolvimento sustentável, há um crescente foco na utilização do gás natural como uma alternativa ambientalmente amigável. O metano, um componente importante do gás natural, apresenta desafios devido à sua estabilidade, limitando suas aplicações. Os processos energéticos atuais predominantemente convertem o metano em combustíveis fósseis, olefinas, hidrocarbonetos aromáticos ou compostos oxigenados. Portanto, a implementação de tecnologias mais verdes para garantir que o metano seja utilizado de forma eficiente será essencial no futuro. Nesse cenário, o desenvolvimento de novos catalisadores que possam converter diretamente o metano em produtos de maior valor é um desafio para a química moderna. Vários materiais têm sido desenvolvidos para esse fim, mas ainda apresentam limitações e são caros. Apesar do pequeno número de estudos envolvendo redes metal-orgânicas (MOFs) como catalisadores para a oxidação de alcanos leves, espera-se que esses materiais sejam o futuro para essas reações. Assim, propomos aqui o uso de diferentes metais, considerando a versatilidade estrutural dos MOFs, para aprimorar sua atividade, estabilidade e seletividade em relação à oxidação de ligações C-H. Centros ativos como Cu, Fe e Ga, e MOFs de metais mistos, serão avaliados para catalisar a conversão de alcanos, como o metano, em produtos oxigenados. Portanto, os materiais resultantes serão testados em reatores em batelada e fluxo, proporcionando diferentes insights sobre procedimentos de ativação e mecanismo in situ e operando, em busca do catalisador mais eficiente. Em seguida, técnicas de caracterização extensivas também serão utilizadas para garantir as propriedades dos materiais antes e após a catálise.