Design de catalisadores de níquel suportados em nanoestruturas 1D à base de TiO2/Nb2O5

Resumo

O design de catalisadores e a engenharia de sítios ativos têm auxiliado no desenvolvimento de sistemas catalíticos com propriedades únicas, as quais podem ser otimizadas e controladas para aplicação nas mais diversas reações catalíticas. Uma classe de materiais explorada na catálise heterogênea são os óxidos metálicos nanoestruturados, em particular os de morfologia unidimensional (1D). As propriedades físicas, químicas, morfológicas e consequentemente, as catalíticas do TiO2 e Nb2O5 podem ser moldadas para diversas reações, porém a combinação destes dois óxidos ainda é pouco explorada. Suportes catalíticos à base de TiO2/Nb2O5 agregam propriedades redox e ácidas e, em combinação com Ni, ativo em reações de hidrogenação, podem resultar em sistemas catalíticos promissores para aplicação em diversas reações. Uma delas é a reação de hidrodesoxigenação (HDO) para valorização de derivados de biomassa. Assim, este projeto terá como foco o desenvolvimento da síntese de catalisadores de Ni suportados em nanoestruturas 1D à base de TiO2/Nb2O5 de fase única (óxido misto) ou hierarquicas (core@shell). Esses materiais serão aplicados na reação de HDO utilizando acetona, uma molécula modelo para derivados oxigenados contendo grupos cetona proveniente da biomassa. Além disso, estudos em nível atômico desses materiais serão de suma importância para o entendimento de aspectos fundamentais em relação às propriedades estruturais e eletrônicas, sítios ativos e mecanismos reacionais. A fim de investigar a correlação estrutura-funcionalidade, desordem, defeitos e a interação dos óxidos entre si ou com o Ni, será utilizada a técnica de espalhamento total e análise de PDF (Pair Distribution Function). Além de PDF, as amostras serão caracterizadas por diversas técnicas convencionais e também por técnicas de caracterizações avançadas in situ e operando utilizando radiação síncrotron. (AU)