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

Resumo

Este projeto de pós-doutorado visa produzir uma nova classe de catalisadores usando complexos metálicos de interesse para a conversão de metano e CO2. Na primeira parte deste projeto, usaremos complexos metálicos de Ni, Fe, Cu e Au que estão disponíveis comercialmente ou que podem ser sintetizados por rotas bem estabelecidas, como o (ciclohexadieno) tricarbonil de ferro. Isso nos permitirá focar nos parâmetros que determinam a ancoragem e dispersão bem-sucedida dos complexos metálicos em diferentes suportes, dependendo da reação alvo (zeólitas; MgAl2O4, SiO2, Al2O3, ZrO2 e CeO2). Serão utilizadas técnicas de caracterização como DRIFTS, XPS e o estado da arte HAADF-STEM com corretor de aberração. Os catalisadores serão submetidos a tratamentos térmicos, para decompor os complexos metálicos, e estudaremos os parâmetros que determinam as espécies metálicas formadas, visando o ajuste de átomos isolados a nanopartículas homogêneas (<3 nm de diâmetro). Além de parâmetros como natureza do suporte, pré-tratamentos (redução/oxidação), protocolo de aquecimento e atmosfera utilizada durante a decomposição do complexo metálico, esperamos que a natureza dos ligantes também contribua para as espécies formadas, uma vez que estes podem modificar a interação do metal com o suporte. Os materiais mais promissores serão testados nas reações que envolvem a conversão de CO2 e CH4, em colaboração com outros membros deste projeto temático, e seu desempenho será correlacionado às suas propriedades estruturais e eletrônicas. Um aspecto importante será a estabilidade dos catalisadores sob condições de reação e realizaremos uma caracterização detalhada dos catalisadores pós-reação. De acordo com os resultados, a segunda parte deste projeto envolverá a síntese de novos complexos bimetálicos, visando especialmente a produção de catalisadores suportados bimetálicos. (AU)