Investigação in situ da ciência de superfície de biochar/hidróxidos duplos lamelares à base de ferro como catalisadores para a hidrogenação do CO2

Resumo

Esta proposta de colaboração internacional tem como objetivo avançar o desenvolvimento de catalisadores para a hidrogenação do CO2 em olefinas. Nesse contexto, a experiência e acessibilidade do grupo do Prof. Dr. Rodriguez em várias técnicas de caracterização in situ serão essenciais para avaliar a formação de espécies de carbeto de ferro em catalisadores derivados da estrutura de hidróxidos duplos lamelares (HDL) do tipo ZnMgFe, utilizando um método alternativo e econômico que utiliza biochar como suporte e biorredutor. Além disso, essa colaboração contribuirá para uma melhor compreensão das interações de superfície entre os sítios ativos e reagentes no processo de conversão de CO2 e síntese de olefinas sobre catalisadores HDL à base de ferro em condições realistas. Através das informações obtidas pela caracterização dos catalisadores em instalações in operando e in situ no Laboratório Nacional de Brookhaven, estabeleceremos as condições ideais para a preparação de catalisadores derivados do compósito biochar/HDL com o objetivo de melhorar a atividade catalítica e acelerar a formação de espécies de carbeto de ferro. Para alcançar isso, empregaremos técnicas de pressão ambiente, como AP-XPS e Espectroscopia de Infravermelho in operando, para determinar o tipo de espécies de ferro, avaliar a força de adsorção e configurações de CO2 e intermediários-chave. Além disso, técnicas in situ, incluindo STEM, XRD baseado em síncrotron e métodos de absorção de raios-X, serão usadas para analisar os efeitos morfológicos, propriedades eletrônicas e características estruturais dos catalisadores.