O uso de MOFs como templates na produção de nanomateriais para aplicação em fotossíntese artificial

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Sousa, Gabriel Castro de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CO2; CO2 reduction; Electro-catalysis; Eletrocatálise; Fotocatálise; MOFs; Photo-catalysis; Redução de CO2
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-01102025-093140/

O aumento da concentração atmosférica de CO2 tem intensificado a busca por materiais catalíticos eficientes para sua conversão em produtos de valor agregado. Neste estudo, sintetizamos a MOF-808-EDTA-Cu, com o objetivo de desenvolver um novo design de MOF com maior atividade fotocatalítica e eletrocatalítica. Inicialmente, investigamos seu desempenho na fotorredução de CO2 sob irradiação com luz UVC. A análise da fase líquida revelou a formação de etanol como principal produto. Experimentos de controle realizados em atmosfera de N2, mesmo sob exposição à luz UVC, não produziram etanol, sugerindo que sua formação não foi resultado da decomposição do EDTA, mas sim da redução do CO2. No entanto, a análise estrutural do material pós-reação indicou degradação parcial do EDTA e a formação de espécies de Cu0, o que pode ter influenciado o processo catalítico. Para mitigar essa instabilidade, optamos pela eletrocatálise a fim de explorar o potencial da MOF-808-EDTA-Cu na redução de CO2. Sob condições eletroquímicas, a MOF manteve sua integridade estrutural, e os resultados preliminares demonstraram atividade catalítica promissora, indicando a viabilidade da conversão de CO2 em produtos de interesse comercial. Além disso, avaliamos o material para eletrólise da água, o qual exibiu atividade extremamente alta dentro da faixa de potencial estudada (1,0-2,5 V vs. RHE.). As densidades de corrente observadas foram significativamente elevadas, destacando o excelente potencial da MOF-808-EDTA-Cu para a evolução de oxigênio. Esses resultados não apenas revelam os desafios associados à estabilidade das MOFs em condições fotocatalíticas, mas também ressaltam a versatilidade do material como um eletrocatalisador para redução de CO2 e eletrólise da água.