Busca avançada
Ano de início
Entree


Cu single-atoms supported on molten salt-derived N-doped nanocarbons: A highly efficient catalyst for 4-nitrophenol reduction

Texto completo
Autor(es):
Mostrar menos -
Batista, Walker Vinicius Ferreira do Carmo ; Cruz, Tais Santos ; Ferrari, Jefferson Luis ; Taborda, Nestor Cifuentes ; Pereira, Fabiano Vargas ; Gabriel Filho, Jose Balena ; Torres, Herick Ribeiro ; de Lima, Guilherme Ferreira ; Santos, Dalva Ester Costa Ferreira ; Noleto, Luis Fernando Guimaraes ; Teixeira, Ivo Freitas ; de Mesquita, Joao Paulo
Número total de Autores: 12
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Applied Surface Science; v. 708, p. 14-pg., 2025-11-01.
Resumo

In this work, we report the synthesis of a high-performance single-atom catalyst (SAC) for the reduction of nitrophenol employing NaBH4 under ambient conditions. A simple and straightforward molten salt-based strategy was employed to create negatively charged nitrogen- and oxygen-containing functional groups, capable of anchoring and stabilizing copper ions within the aromatic structure. This approach led to the development of a novel SAC consisting of Cu(I)/Cu(II) supported on nitrogen-doped carbon synthesized at different temperatures. EDS mapping results revealed high copper dispersion on the support surface, STEMHAADF, and EPR measurements confirmed the presence of Cu single-atoms. The catalysts demonstrated high catalytic activity under ambient conditions, with NaBH4 (TOF 846.5 h- 1) as a reducing agent. In addition to their high catalytic activity, the catalyst achieved conversion and selectivity rates above 90 % within 10 min, along with remarkable reusability over ten cycles, maintaining its activity. DFT calculations reveal that undercoordinated copper centres, particularly tri- and bi-coordinated sites, exhibit enhanced ability to adsorb and activate molecular hydrogen. These findings highlight an efficient and sustainable strategy for designing nonprecious metal SACs, offering promising prospects for catalytic applications in selective reduction reactions. (AU)

Processo FAPESP: 21/12394-0 - Métodos sintéticos sustentáveis empregando catálise, solventes verdes, reagentes seguros e materiais de partida renováveis
Beneficiário:Arlene Gonçalves Corrêa
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 23/10329-1 - Obtenção de compostos orgânicos de alto valor agregado (C2+) por meio da reforma eletroquímica seca do CH4 em CO2 supercrítico.
Beneficiário:José Balena Gabriel Filho
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 21/11162-8 - EMU concedido no processo 2020/14741-6: GC-MS/FID/TCD (2 injetores+Loop+Sistema valvulado)
Beneficiário:Ivo Freitas Teixeira
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
Processo FAPESP: 22/14652-9 - Reações de fotorredução para a produção sustentável de commodities químicas: uma estratégia solar to chemical
Beneficiário:Luis Fernando Guimarães Noleto
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 20/14741-6 - Nitretos de carbono grafítico como plataformas para single-atom fotocatálise: usando princípios de design para melhores desempenhos
Beneficiário:Ivo Freitas Teixeira
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores