Elucidação dos mecanismos de formação de nanopartículas de metais nobres em condições de moagem mecânica no estado sólido utilizando técnicas in situ

Resumo

Nanopartículas de metais nobres apresentam aplicações importantes em diversas áreas tais como em catálise heterogênea. Sua eficiência em relação à reação desejada é fortemente dependente de características estruturais, forma, tamanho, etc. Dessa forma, o controle de tais propriedades é de grande interesse na síntese desses materiais. No entanto, diversas limitações se apresentam relacionadas à reprodutibilidade e escalabilidade. Além disso, as metodologias de síntese em solução são fortemente sensíveis às variações nos meios de reação. Neste contexto, a mecanossíntese é apresentada como uma alternativa para superar algumas das questões fundamentais na preparação de nanoestruturas metálicas controladas. A mecanossíntese realizada em moinhos de bolas ganhou expressiva atenção nas últimas décadas, estimulada pela busca de tecnologias ambientalmente amigáveis para processar a matéria. Atualmente, a mecanoquímica abrange os campos de minerais e metalurgia, química orgânica, co-cristais, materiais porosos sofisticados e, de maneira muito menos explorada, a síntese de nanoestruturas de metais nobres. Com relação à mecanossíntese de nanopartículas, para um controle bem-sucedido das morfologias, é fundamental compreender os mecanismos de formação de nanopartículas em tempo real diretamente no estado sólido. Isto permitiria direcionar a formação de nanopartículas e, consequentemente, um ajuste fino do processo de reação para obter as arquiteturas específicas para os materiais. Para estudar os fundamentos da formação de nanopartículas e desenvolver ainda mais as estratégias para controlá-lo, o presente projeto propõe o uso de técnicas in situ para monitorar a formação de nanoestruturas de ouro e paládio. Os materiais serão sintetizados em um moinho de bolas e as técnicas de difração de raios-X e espectroscopia Raman serão utilizadas para acompanhar a evolução química e estrutural do meio de reação. Pretende-se também usar SAXS e XANES durante a reação em estado sólido para obter informações sobre o tamanho e a morfologia das nanopartículas, bem como sobre o estado de oxidação do precursor metálico. As relações estrutura-propriedade para aplicações em catálise e plasmônica serão estudadas e o desempenho dos nanomateriais avaliados. Objetiva-se obter novos conhecimentos sobre os fundamentos da síntese de nanopartículas de metais nobres com morfologias controladas e bem definidas por abordagens mecanoquímicas. (AU)