Nanofuncionalização seletiva de derivados de grafeno para degradação catalítica de organofosforados

• Processo: 25/23397-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Estímulo a Vocações Científicas
• Data de Início da vigência: 22 de junho de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Elisa Souza Orth
• Beneficiário: Isadora Pires Gomes
• Instituição Sede: Setor de Ciências Exatas. Universidade Federal do Paraná (UFPR)
• Assunto(s): Catálise Organofosfatos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catálise | Nanocatalisadores | organofosfatos | óxido de grafeno reduzido | Cinética Química e Catálise

Resumo

Os organofosforados são altamente tóxicos e apresentam elevada estabilidade química, justificando seu uso em agrotóxicos e armas químicas. Nosso grupo tem focado no desenvolvimento de catalisadores para degradação desses compostos, bem como para sua detecção.Nanomateriais de carbono derivados de grafeno tem se mostrado suportes promissores para nanocatalisadores. O óxido de grafeno tem em sua estrutura bidimensional grupos oxigenados como ácidos carboxílicos, encontrados na borda da folha do GO, epóxidos, hidroxilas e cetonas, encontrados no plano basal da folha. Tais grupos podem ser funcionalizados seletivamente, o que amplifica suas propriedades e expande as aplicações. Ainda, estudos mostram que o sítio onde se funcionaliza influencia sua propriedade catalítica final, mostrando que o tem efeito sinérgico e não atua apenas como suporte inerte. Por exemplo, tem-se evidenciado que os grupos de ácidos carboxílicos livres do óxido de grafeno auxilia na catálise, mimetizando sítios ativos enzimáticos.Os nanocatalisadores podem ter múltiplas funções e também atuar na adsorção de contaminantes ambientais ou ainda como materiais ativos para sensores de agrotóxicos. Vários parâmetros tem sido estudado, como o efeito da mudança dos sítios oxigenados do óxido de grafeno em que se funcionaliza, a natureza e quantidade dos grupos funcionais ancorados e parâmetros sintéticos (com pH, tempo de reação, solvente, etc). Mas ainda não foi foco a funcionalização de óxido de grafeno reduzido, que pode apresentar propriedades bem diferenciadas. Um projeto de mestrado que está em andamento é do Gabriel Gomes que foca em obter nanocatalisadores derivados de grafeno funcionalizados com aminoácidos e derivados de aminas. Esses materiais tem mostrado além da capacidade catalítica, uma alta capacidade como adsorvente para contaminantes como o próprio agrotóxico ou nitrofenóis. Assim, nesse plano propõe-se: (i) obter óxido de grafeno reduzido; (ii) funcionalização desse material com aminoácidos como cisteína e derivado de amina etilenodiamina; (iii) avaliar efeito catalítico do nanocatalisador (iv)avaliar efeito na adsorção de contaminantes. (AU)