Foto-oxidação seletiva do metano à ácido fórmico guiado por luz visível e FeCl3

• Processo: 24/15274-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ivo Freitas Teixeira
• Beneficiário: Mariana Baptista Marques
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/14741-6 - Nitretos de carbono grafítico como plataformas para single-atom fotocatálise: usando princípios de design para melhores desempenhos, AP.JP
• Assunto(s): Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Homogeneous catalysis | Methane conversion | photocatalysis | Fotocatálise

Resumo

O aquecimento global é uma questão crucial na atualidade, e a comunidade científica está empenhada no desenvolvimento de alternativas para mitigar seu impacto. O metano (CH¿) é o segundo gás de efeito estufa mais abundante, com um impacto para o aquecimento global quase 80 vezes maior do que o do dióxido de carbono (CO¿). Tradicionalmente, a utilização do metano como matéria-prima na indústria requer condições extremas de temperatura e pressão, como na reforma do metano a vapor e no processo de Fischer-Tropsch. Uma abordagem promissora para mitigar o impacto do metano é a oxidação seletiva, transformando-o em produtos químicos de maior valor agregado através da ativação da ligação C-H. Contudo, a elevada barreira energética dessa ligação torna sua ativação um desafio significativo. Nesse contexto, a fotocatálise se destaca como uma rota alternativa eficaz, capaz de converter seletivamente o metano em outros compostos desejados sob condições mais brandas de temperatura e pressão, em comparação com as reações catalíticas tradicionais. Recentemente, o potencial do cloreto de ferro (FeCl3) como fotocatalisador tem sido revisitada, demonstrando resultados com alta eficiência para oxidação seletiva de ligações C-H. Dessa forma, este projeto tem como objetivo investigar o uso de FeCl¿ como um catalisador homogêneo para promover a oxidação seletiva do metano. Testes preliminares realizados pelo nosso grupo mostraram que esse fotocatalisador é capaz de converter metano em ácido fórmico na presença de irradiação. Assim, os objetivos principais deste projeto incluem a otimização das condições reacionais, quantificação dos produtos líquidos e gasosos, e investigação do mecanismo reacional.