Estudos in situ e operando de catalisadores heterogêneos para a conversão de CO2

Resumo

Este projeto de pesquisa objetiva a estruturação e o funcionamento de uma nova linha de pesquisa em catálise heterogênea no Laboratório de Nanotecnologia da Unesp de Bauru dedicada a estudos cinéticos de catalisadores em condições operando, principalmente para a conversão de compostos envolvidos em problemas ambientais, como é o caso do CO2 para o efeito estufa. O cerne da pesquisa será identificar as tendências gerais da atividade dos catalisadores, bem como os desafios e oportunidades, na concepção de interfaces metal/óxido para alcançar a hidrogenação seletiva de CO2 através do monitoramento através da espectroscopia Raman em condições operando. Os esforços serão concentrados no desenvolvimento de estudos cinéticos, avaliando espécies adsorvidas durante a reação catalítica, e também no monitoramento do catalisador pela interface metal/óxido para determinar a seletividade do produto da hidrogenação de CO2 a metano (CH4). Além disso, outras técnicas em condições operando também serão aplicadas como absorção e difração de raios X, através de colaborações com síncrotrons do Brasil e do exterior, por meio de colaborações nacionais e internacionais. As técnicas resolvidas no tempo (Raman e XAS) terão análise quimiométrica apropriada através da detecção de intermediários de reação por Análise de Componentes Principais (PCA) e a quantificação desses intermediários por Resolução Multivariadas de Curvas com Mínimos Quadrados Alternantes (MCR-ALS), ferramenta adequada para a avaliação em espectroscopia. A priori, catalisadores heterogêneos do tipo Ni/Al2O3, Ni/MgO e Ni/CeO2 serão preparados através de sínteses que resultem no controle das propriedades físico-químicas e, principalmente, no tamanho da partícula da fase ativa. Isso será determinante para o design racional de interfaces de metal/óxido, escolhendo a combinação apropriada de metal-suporte, e resultando em alta atividade e seletividade para a hidrogenação de CO2. (AU)