Estudo computacional de catalisadores homogêneos organometálicos na produção de moléculas C2+ utilizando CO2 como fonte primária de carbono

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Santos, Daniel de Carvalho
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Carbon dioxide
Catálise
Catalysis
Catalytic hydrogenation
DFT
Dióxido de carbono.
Hidrogenação catalítica
Mecanismo de reação
Reaction mechanism
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-24022026-154921/
Resumo: A crescente preocupação com as mudanças climáticas e a necessidade de reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) têm impulsionado pesquisas voltadas à sua conversão em produtos de maior valor agregado. Neste contexto, esta tese apresenta um estudo computacional detalhado sobre a hidrogenação catalítica do CO2 utilizando catalisadores homogêneos organometálicos, com ênfase na formação de moléculas C2+. Inicialmente, foram investigados complexos de irídio, cujos resultados indicaram barreiras energéticas relativamente baixas para a ativação do H2 e a subsequente inserção do CO2, permitindo a elucidação dos mecanismos de formação de produtos C1, em concordância com resultados experimentais do grupo do Prof. Vidinha. Em seguida, o estudo foi expandido para catalisadores à base de manganês, uma alternativa mais sustentável e economicamente viável, cujos cálculos computacionais revelaram que, apesar das barreiras energéticas mais elevadas para a ativação do H2, modificações eletrônicas nos substituintes e ligantes podem otimizar a eficiência catalítica e favorecer a seletividade dos produtos. A análise conjunta dos perfis energéticos, do modelo de span de energia e da modelagem microcinética permitiu uma compreensão mais aprofundada da dinâmica do sistema, levando à proposta de um mecanismo para o acoplamento C–C, sugerindo a formação do ácido 2,2-dihidroxiacético sob condições reacionais adequadas. Por fim, as descobertas teóricas aqui reportadas oferecerem diversos insights para experimentalistas aprimorarem sua metodologia sintética.
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