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Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos

Processo: 18/01258-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de novembro de 2018 - 31 de outubro de 2024
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:José Maria Correa Bueno
Beneficiário:José Maria Correa Bueno
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Cauê Ribeiro de Oliveira ; Dalmo Mandelli ; Daniela Zanchet ; Leandro Pierroni Martins
Pesquisadores associados:Adriana Paula Ferreira Palhares ; Alejandro López Castillo ; Alice Medeiros de Lima ; Cristiane Sanchez Farinas ; Diogo Paschoalini Volanti ; Elaine Cristina Paris ; Ernesto Antonio Urquieta Gonzalez ; Felipe Fernando Furlan ; Janaina Fernandes Gomes ; Jean Marcel Ribeiro Gallo ; Joao Batista Oliveira dos Santos ; José Manoel Marconcini ; Jose Mansur Assaf ; Luiz Henrique Capparelli Mattoso ; Maria Alice Martins ; Patrícia Moreira Lima ; Priscila Destro ; Waldir Avansi Junior
Auxílios(s) vinculado(s):23/01634-5 - Redes metalorgânicas (MOFs) como catalisadores para oxidação sustentável de hidrocarbonetos derivados de petróleo (metano e outros alcanos) e naturais (terpenos), AP.R
19/12486-1 - EMU concedido no processo 2018/01258-5: cromatógrafo a gás, AP.EMU
19/03226-6 - Uso de métodos computacionais para entendimento da ativação do metano e CO2 na superfície de catalisadores a base de cobre: visita do prof. David Willock para palestra, curso, reunião científica e estabelecimento de colaboração, AV.EXT
+ mais auxílios vinculados 19/00848-6 - Biorefinarias e novos caminhos para o desenvolvimento de processos catalíticos sustentáveis, AV.EXT
19/11507-5 - EMU concedido no Proc 2018/01258-5: cromatógrafo de gás, AP.EMU
19/09219-1 - EMU concedido no processo 2018/01258-5: sistema reacional de alta pressão, AP.EMU
19/06436-1 - EMU concedido no projeto 2018/01258-5: termobalança, AP.EMU - menos auxílios vinculados
Bolsa(s) vinculada(s):22/05381-1 - Heteroestruturas do tipo ZnO/NiO derivadas de estruturas metal-orgânicas para a detecção de compostos orgânicos voláteis microbianos, BP.DR
23/08424-6 - Desenvolvimento de rotas fotocatalíticas para redução de CO2 em meio supercrítico., BP.DR
23/10329-1 - Obtenção de compostos orgânicos de alto valor agregado (C2+) por meio da reforma eletroquímica seca do CH4 em CO2 supercrítico., BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 23/18451-0 - Desenvolvimento de novo processo para oxidação direta de metano a metanol usando catalisadores de Cu- Zeolitas, BP.PD
23/15042-2 - Explorando interação metal-suporte para ajustar as propriedades de catalisadores de óxido de ferro, BP.IC
23/11946-4 - Análise de Segurança na Oxidação Parcial do Metano para Metanol: Avaliação da Inflamabilidade com Diferentes Agentes Oxidantes, BP.IC
23/08875-8 - Redes metalorgânicas (MOFs) como catalisadores heterogêneos para obtenção de produtos oxigenados a partir da oxidação direta do metano, BP.DD
22/07347-5 - Estudo da reversibilidade redox de catalisadores à base de cobre para aplicação em um sistema foto-termocatalítico para hidrogenação de co2 day-and-night., BP.DR
21/14904-5 - Síntese de nanopartículas bimetálicas via decomposição de MOFs pós modificados e aplicação em hidrogenação catalítica de CO2, BP.PD
22/12387-6 - Obtenção de zeólitas por combinação de métodos de síntese seca e sementes, BP.IC
22/09325-9 - Caracterização de óxidos de metais de transição visando aplicações catalíticas, BP.IC
22/05343-2 - Estudos teóricos de Cu, Fe-zeolitas, para conversão direta de metano a produtos, BP.PD
21/09394-8 - Modificação da textura de óxidos mistos de Mo-V como catalisadores para reações de oxidação: aplicação na desidrogenação oxidativa do propano a propileno., BP.PD
22/03824-3 - Síntese de suportes óxidos nanoestruturados a partir métodos coloidais, BP.IC
21/09775-1 - Novos catalisadores multifuncionais de estruturas metal-orgânicas para oxidação leve de metano a metanol, BP.PD
21/10885-6 - Catalisadores híbridos de clusters de óxido metálico@MOF: síntese via deposição por camada atômica e aplicação na oxidação catalítica de metano, BP.DD
20/12986-1 - Design de catalisadores de níquel suportados em nanoestruturas 1D à base de TiO2/Nb2O5, BP.DD
21/00622-8 - Produção de nanotubos de carbono via decomposição catalítica do metano, BP.IC
20/08575-6 - Modulação das propriedades eletrônicas da Pt atomicamente dispersa em óxidos visando aplicações catalíticas, BP.DD
20/15949-0 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, BP.TT
20/09628-6 - Desenvolvimento de nanopartículas semicondutoras heteroestruturadas para conversão de metano por processo fotocatalítico, BP.PD
20/00691-7 - Catalisadores suportados a base de átomos isolados a nanopartículas: uso de complexos metálicos para produzir uma nova classe de catalisadores para conversão de metano e CO2, BP.PD
19/21496-0 - Desenvolvimento de sistema fotoeletrocatalítico para conversão de CO2 e CH4 a produtos com valor agregado, BP.PD
20/05233-7 - Compósitos avançados baseados em óxido de metal semicondutor e estruturas de carbono para detecção de compostos orgânicos voláteis, BP.DD
20/04021-6 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, BP.TT
19/23205-3 - Estudo teórico da cinética complexa de processos catalíticos, BP.DR
19/27018-3 - Engenharia de poros de catalisadores zeolíticos como estratégia para aprimorar o desempenho e minimizar a desativação por coque em reações do metanol, BP.DD
19/27334-2 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para conversão direta de metano e CO2 em produtos, BP.TT
19/12345-9 - Sensores de ZnO modificados com Mn3O4 ou In2O3 obtidos pela combinação dos métodos spray ultrassônico e hidrotérmico assistido por micro-ondas, BP.MS
19/11058-6 - Sensores de gás à base de compósitos de carbono provenientes da reação de decomposição catalítica do metano, BP.PD
19/17719-4 - Catalisadores híbridos de clusters de óxido metálico@MOF: síntese via deposição por camada atômica e aplicação na oxidação catalítica de metano, BP.DD
19/10689-2 - Preparação de sistemas de reação para a oxidação seletiva fotocatalítica do metano para metanol, BP.DD
19/12201-7 - Estruturas de zeólitas selecionadas como suportes para óxidos de metais de transição para conversão seletiva de metano em produtos químicos de valor agregado, BP.PD
19/13170-8 - Novos catalisadores multifuncionais de estruturas metal-orgânicas para oxidação leve de metano a metanol, BP.PD
19/06836-0 - Síntese de colóides a base de ligas de AU e desempenho na oxidação catalítica de CH4, BP.IC
19/09078-9 - Estudo de catalisadores derivados da chabazíta para aplicação em reações de hidrogenação de CO2 a produtos, BP.IC
19/11800-4 - Síntese de catalisadores de Ni a partir de complexos organometálicos para a reação de bireforma do metano, BP.DD
19/06427-2 - Novos processos catalíticos para a conversão direta de metano em produtos, BP.TT
19/02642-6 - Síntese de suportes óxidos nanoestruturados a partir métodos coloidais, BP.IC
18/26459-3 - Zeólitas trocadas com sítios únicos de CuxOy para a oxidação parcial de metano em metanol: o efeito da estrutura da zeólita e outros óxidos metálicos na atividade de um único sítio, BP.DD
16/21515-7 - Desenvolvimento de heteroestruturas de óxido de magnésio com ZnO e TiO2 para aplicação em processos de fotossíntese artificial, BP.PD
15/12304-0 - AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE FOTOCATALÍTICA DE HETEROJUNÇÕES g-C3N4/Nb2O5 NO ABATIMENTO DE POLUENTES EM FASE GASOSA, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Catálise  Hidrogenação  Metano  Metanol  Fotocatálise  Dióxido de carbono 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Catalysis | CO2 hydrogenation | metanol from methane | Methane | photocatalysis | reforming of methane | Catalise Heterogênea; Fotocatalise

Resumo

Em 20 anos, espera-se atingir a Era de Ouro do Gás Natural, onde o metano desempenhará um papel de liderança como matéria-prima industrial primária. Assim, esta proposta visa desenvolver conhecimentos fundamentais e aplicados para a conversão catalítica de metano por rotas oxidativas bem como a utilização de CO2, um gás do efeito de estufa presente no gás natural (também proveniente da reforma do metano). Propõe-se uma equipe de coordenação e integração entre grupos que atuam em cinco linhas de pesquisa (RL) como: grupo de catálise química (RL-1) e fotocatálise (RL-2), com o objetivo de abordar os desafios significativos na oxidação parcial de CH4 em metanol. RL-1 envolve design, preparação e caracterização de catalisadores heterogêneos estruturados à base de Cu e Fe como SAPOs, ALPOs, MALPOs e MOFs, construção de reatores e testes catalíticos. Na RL-1, os catalisadores mais promissores serão descritos com cálculos DFT para modelagem de sítios ativos de catalisadores e da interação destes com seus reagentes. RL-2 desenvolverá fotocatalisadores baseados em TiO2, g-C3N4, ZnO, BiVO4 e BiWO3. Estes semicondutores serão preparados e modificados buscando uma superfície com propriedades ideais para oxidação parcial do metano e sem mineralização. A atividade catalítica será avaliada que buscando o desenvolvimento de setups experimentais para analisar a capacidade de controle das reações de oxidação em escalas laboratoriais e piloto. Alternativamente, ao metanol, em RL-3, o metano será utilizado como matéria-prima para a produção de materiais à base de carbono. Estes materiais serão preparados por decomposição catalítica do metano usando metais (Fe, Co, Ni) suportados, usando-se reatores de leito fixo e fluizados. Estes materiais serão modificados visando alcançar propriedades adequadas para aplicações em eletroquímica e como sensores de gases. No que se refere à utilização de CO2, RL-4 estudará a bi-reforma do metano, onde uma mistura de CH4 , H2O e CO2 é transformada em gás de síntese (CO + H2). O grande interesse é o desenvolvimento de novos catalisadores a base de Ni, os quais deverão ser altamente resistentes ao acumulo de carbono e a altas temperaturas para o processamento de gás natural com baixa purificação em relação ao CO2 e H2O. As propriedades dos catalisadores a base de Ni serão modificadas através das propriedades eletrônicas, buscando catalisadores capazes da oxidação de espécies C-por OH em baixa temperaturas abaixo da decomposição de C-H em carbono e também desenvolvimento de catalisadores a base de Ni oxido de ferro para oxidação do carbono formado. No que se refere à utilização de CO2, RL-5 terá como foco o processo de hidrogenação de CO2 em metanol. Pretende-se através da síntese de nanoparticulas de Cu decorados com Cu-O-Cu com diferentes tamanhos, composição e grau de cobrimento de oxido, buscar o entendimento estrutural dos catalisadores a base de Cu para se obter alta seletividade para hidrogenação de CO2 a metanol. Análise técnico-econômica e avaliação ambiental também serão aplicadas nos estudos de RL-1, RL-4 e RL-5. (AU)

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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PROCESSO PARA CONVERSÃO DIRETA DE METANO A METANOL LIVRE DE OXIGÊNIO MOLECULAR EM BAIXAS TEMPERATURAS BR1020210223162 - Fundação Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) ; Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp) . JOSE MARIA CORREA BUENO (UFSCar) ; TÁSSIA CAROLINE PASSOS PEREIRA (UFSCar) ; JUSSARA VITÓRIA REIS (UFSCar) ; STEFANIE CAROLINE MAYUMI MIZUNO (UFSCar) ; JOÃO BATISTA OLIVEIRA DOS SANTOS (UFSCar) ; JEAN MARCEL RIBEIRO GALLO (UFSCar) ; ALEJANDRO LOPEZ CASTILLO (UFSCar) ; LEANDRO MARTINS (UNESP) ; ERNESTO ANTONIO URQUIETA GONZÁLEZ (UFSCar) ; SIRIWAN DULNEE (UFSCar) ; RICARDO JOSÉ PASSINI (UFSCar) ; ELEN MARIA FELICIANO PEREIRA (UNESP) ; MONIZE PICININI (UFSCar) e PATRÍCIA MOREIRA LIMA (UFSCar). - 11 de agosto de 2021