Utilização de peneiras moleculares em sistemas fotocatalíticos para a conversão de CO2 e água a compostos orgânicos oxigenados

Autor(es)

Eliane Ribeiro Januario

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2018-03-09

Membros da banca

Heloise de Oliveira Pastore; Dilson Cardoso; Leandro Martínez; Daniela Zanchet; Celso Aparecido Bertran

• Orientador: Heloise de Oliveira Pastore

Resumo

Este trabalho teve como objetivo a utilização de peneiras moleculares como suportes para nanopartículas semicondutoras para a conversão de CO2 e água a moléculas oxigenadas apenas sob irradiação de luz solar. Foram utilizadas como suportes as peneiras moleculares MCM-41, MCM-48, SBA-15 além dos carbonos cerâmicos baseados (CCM¿s) nessas peneiras e o titanosilicato ETS-10. As peneiras foram decoradas com nanopartículas de TiO2, CdS, CuO e Cu2O e aplicadas como fotocatalisadores. Foi realizada também a impregnação seguida pelo crescimento de carbono amorfo no interior dos poros do ETS-10, visando a diminuição do processo de recombinação de cargas no material, aumentando assim a conversão a produtos. As reações fotocatalíticas envolvendo os materiais sintetizados, água e CO2 ocorreram durante 20 h sob irradiação. As fases liquida e gasosa foram analisadas por cromatografia gasosa, onde foram observadas as formações dos produtos: oxigênio, ácido acético, formaldeído e metanol. Destacam-se os materiais baseados na MCM-41 que apresentaram uma maior conversão de CO2 aos produtos, fato associado ao maior valor de área superficial, que promove uma maior dispersão das nanopartículas. O material MCM-41/CuO apresentou a maior conversão de CO2 a metanol (5,02%), e este se deve ao band gap ideal do compósito para formação da molécula estudada. Os materiais baseados nos CCM¿s apresentaram uma maior conversão a ácido acético e formaldeído, uma vez que a superfície do grafite contém um grande número de grupos funcionais, comprovado por análise de XPS capazes de se ligar aos produtos primários e então sua conversão a outros compostos. Os materiais baseados no titanosilicato ETS-10 apresentaram uma menor conversão a produtos que as peneiras moleculares, uma vez que esses materiais apresentaram os menores valores de área superficial entre os suportes estudados. Destaca-se nesse suporte a interação entre as nanoparticulas de CuO e Cu2O com os fios de TiO2 presentes em sua estrutura, comprovada por técnicas espectroscópicas. Os resultados mostraram que é possível a conversão de CO2 e água e moléculas oxigenadas utilizando apenas a irradiação no comprimento da luz solar (AU)

• Processo FAPESP: 12/08904-3 - Utilização de peneiras moleculares em sistemas fotocatalíticos para a conversão de CO2 e água a hidrocarbonetos
• Beneficiário: Eliane Ribeiro Januário
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado