Sólidos lamelares pilarizados com tio2 e dopados com nanopartículas para a fotorredução de dióxido de carbono e water splitting

Resumo

O presente projeto de pesquisa propõe o desenvolvimento de novos semicondutores a base de titânio e nióbio que servirão como catalisadores na fotorredução de dióxido de carbono a hidrocarbonetos e também no processo de water splitting para a produção de gás hidrogênio, produtos estes conhecidos como solar fuels.Os materiais precursores aplicados como fotocatalisadores serão os sólidos lamelares titanato de potássio (K2Ti4O9) e niobato de potássio (K4Nb6O17). Apesar da ampla versatilidade química e estrutural que estes sólidos possuem, o que os tornam eficientes em diversas aplicações, eles foram pouco explorados em processos fotocatalíticos até o presente.As características de espaços interlamelares expansíveis dessas estruturas serão exploradas na introdução de pilares de dióxido de titânio (TiO2) nos espaços interlamelares para a formação de novos sítios fotoativos, aumento da área superficial e consequente aumento das atividades fotocatalíticas dos sólidos resultantes. Devido ao relativo alto valor de band gap dos pilares de TiO2 introduzidos (3,2 eV), o que dificulta a absorção da radiação visível, os sólidos pilarizados serão dopados com nanopartículas de sulfeto de cádmio, óxido de cobre ou platina, para a absorção de uma maior faixa do espectro solar. Os novos materiais serão testados na fotorredução de CO2 para a geração de metano e water splitting para a produção de hidrogênio em reatores desenvolvidos em nosso laboratório e as quantidades dos produtos gerados serão determinadas por cromatografia gasosa.