Single Atoms Suportados em Carbonos Dopados com Nitrogênio: Uma Nova Plataforma para Single Atom Catalysis

Resumo

Neste projeto, nosso objetivo é desenvolver catalisadores de átomos individuais (SACs) altamente eficientes, baseados em materiais de carbono dopados com nitrogênio para várias aplicações catalíticas, com um foco particular nas reações de redução de dióxido de carbono (CO2) e nitrogênio (N2). Os SACs têm mostrado grande potencial devido à sua capacidade de melhorar a atividade catalítica e a seletividade com alta eficiência atômica. Nossa abordagem combina dois métodos: a síntese de materiais de carbono dopados com nitrogênio na presença de sais alcalinos, inspirada no método de síntese de nitretos de carbono cristalinos, seguida pela coordenação de vários metais de transição (por exemplo, Ni, Fe, Co, Pt, Pd, Ru ou Cu) usando um método de troca de cátions. Os materiais sintetizados por esses métodos serão caracterizados utilizando-se várias técnicas, incluindo análise elementar, ICP-OES, XRD, TEM, FTIR, Raman, UV-Vis, fluorescência, STEM-HAADF e EXAFS, a fim confirmar a presença de átomos metálicos isolados na estrutura do catalisador e sua composição química. O projeto envolverá, em uma primeira etapa, a investigação das propriedades catalíticas desses materiais em reações modelo, como a redução de compostos nitro e a hidrogenação seletiva de compostos orgânicos, e.g. triplas ligações. E em uma segunda etapa, avaliaremos seu desempenho em reações de redução de CO2 e N2 por meio de abordagens catalíticas e eletrocatalíticas. (AU)