Effect of ionic liquid in a pressurized reactor to enhance CO2 photocatalytic reduction at TiO2 modified by gold nanoparticles

Autor(es)

Perini, Joao Angelo Lima ; Irikura, Kallyni ; Torquato, Lilian D. Moura ; Flor, Jader Barbosa da S. ; Zanoni, Maria V. Boldrin

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF CATALYSIS; v. 405, p. 13-pg., 2022-01-01.

Resumo

This work describes the synergic effect of gold nanoparticles as co-catalyst on TiO2 nanotubes (TNT/AuNP) in aqueous medium containing the ionic liquid (IL) 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluorobo-rate, in a pressurized photocatalytic reactor, as a good strategy to enhance CO2 conversion into value-added products. The surface plasmon resonance of the gold NPs improve the photoexcitation under vis-ible light and slightly change the TNT band gap from 3.2 to 2.9 eV. Methanol production using TNT/AuNP in aqueous medium containing 2% (v/v) BMIM-BF4, 1 g L-1 Na2SO3 as a hole scavenger, under 5 atm pressure and solar irradiation, produce up to 279.6 mM (mmol L-1) of methanol and 98.8 mM of methane, with the quantum yield of 1.12% at 440 nm. Isotope-labeled studies by GC/MS proved that (CO2)-C-13 is the source for photoproduction of (CH3OH)-C-13. The results indicate that the combination of the Au co-catalyst size, high pressure, and IL can provide efficient modulation of CO2 conversion. (C) 2021 Elsevier Inc. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 17/12790-7 - Preparação e caracterização de eletrodos nanoestruturados de TiO2 modificados com estruturas metal orgânico (MOFs) para a aplicação na pré-concentração e redução de CO2
• Beneficiário: Kallyni Irikura
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/18057-7 - Redução de CO2 visando à geração de compostos de valor agregado por fotocatálise/fotoeletrocatálise utilizando líquido iônico em reator pressurizado
• Beneficiário: João Angelo de Lima Perini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos
• Beneficiário: Maria Valnice Boldrin
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/00463-7 - Sistemas bioeletroquímicos integrados e fotoassistidos por luz solar para a produção de eletricidade e H2 a partir da digestão conjunta de glicerol bruto e água residuária da indústria citrícola
• Beneficiário: Lilian Danielle de Moura Torquato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado