Catalisadores Moleculares Heterogeneizados em Materiais de Nitreto de Carbono para Reações de Oxidação Fotocatalítica

• Processo: 25/08464-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 20 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 19 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ivo Freitas Teixeira
• Beneficiário: Luana Luzia Barros da Silva
• Supervisor: Carla Casadevall Serrano
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut Català D'Investigació Química, Espanha
• Vinculado à bolsa: 23/03714-6 - Catalisadores com Single-Atoms Suportados em Nitretos de Carbono para Oxidação Seletiva do Benzeno a Fenol, BP.IC
• Assunto(s): Catálise heterogênea Fotocatálise Nitreto de carbono Catálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catálise heterogênea | fotocatalise | Nitretos de Carbono | Oxidação fotocatalítica | Reações de Oxidação | Catálise

Resumo

Reações de oxidação seletiva, incluindo a ativação de ligações C-H inertes e a oxidação da água, são particularmente relevantes para a produção de produtos químicos finos e tecnologias sustentáveis de conversão de energia. Entre os materiais catalíticos emergentes, os nitretos de carbono têm ganhado atenção significativa devido à sua composição por elementos abundantes na crosta terrestre, baixo custo, estabilidade química e propriedades semicondutoras, tornando-os adequados para aplicações catalíticas e fotocatalíticas. Recentemente, nitretos de carbono iônicos, como o poli(heptazina imida) (PHI), surgiram no campo dos materiais de nitreto de carbono, oferecendo maior cristalinidade, melhor transporte de carga e a capacidade de estabilizar cátions metálicos ou complexos dentro de sua estrutura aniônica. Essas características permitem o design racional de sítios catalíticos altamente ativos e seletivos. Com base nesse potencial, o presente projeto visa desenvolver novos catalisadores híbridos para reações de oxidação, como a oxidação da água. Especificamente, objetivamos a funcionalização das superfícies de nitreto de carbono com catalisadores moleculares à base de rutênio (e outros metais) para oxidação da água, otimizando sua atividade fotocatalítica sob irradiação de luz visível. Acreditamos que a imobilização de catalisadores de oxidação da água à base de metais em materiais de nitreto de carbono permitirá uma melhor separação de cargas e maior eficiência catalítica. Acreditamos que os resultados deste estudo contribuirão para o avanço dos fotocatalisadores à base de nitreto de carbono, com aplicações potenciais em outras reações de oxidação, como a oxidação do benzeno, principal objetivo do projeto da pesquisadora de graduação no Brasil.