Investigação da atividade catalítica de nanocatalisadores plasmônicos bifuncionais via monitoramento SERS in situ

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lopes, Douglas dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bifunctional substrates; Catálise plasmônica; Monitoramento SERS; Plasmons de superfície; Ressonancias de plasmon de superfície; SERS monitoring; Substratos bifuncionais; Surface plamon ressonance, Plasmonic catalysis; Surface plasmons
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-22112023-152907/

Com o desenvolvimento da técnica de Espalhamento Raman Intensificado por Superfície (SERS) nos últimos anos, a altíssima seletividade em relação à interface metálica torna viável o monitoramento in situ de reações promovidas por catálise heterogênea na superfície de metais nanoestruturados. Importantes parâmetros cinéticos e reacionais podem ser avaliados em tempo real via monitoramento in situ SERS na superfície de nanocatalisadores plasmônicos bifuncionais. Quando considerados mecanismos de excitação e decaimento de Ressonâncias de Plasmons de Superfície (SPR), processos dinâmicos de catálise (convencional ou plasmon-induzida) podem ser monitorados in situ por SERS, como consequência direta de mecanismos de decaimento radiativos (intensificação do campo local), e podem ser dirigidos na superfície do metal plasmônico como consequência de mecanismos não radiativos (transferência de carregadores excitados e/ou aquecimento local). O presente trabalho demonstra a preparação e caracterização de substratos bifuncionais catalíticos/SERSativos baseados em diferentes metais plasmônicos e, por vezes, aliados a catalisadores convencionais. O desempenho catalítico desses substratos é avaliado por meio da obtenção de informações vibracionais de adsorbatos moleculares, coletadas in situ durante processos dinâmicos de catálise, empregando-se a técnica SERS como ferramenta central no monitoramento de transformações químicas ocorrendo na superfície metálica. De maneira abrangente, os resultados abordados e discutidos demonstram o potencial de substratos bifuncionais catalíticos/SERS-ativos para a ativação, modulação e melhoramento de processos fotocatalíticos na superfície metálica e demonstram, ainda, como o monitoramento SERS in situ pode fornecer informações seletivas e valiosas para desvendar características singulares da superfície metálica, mecanismos e caminhos alternativos de reação, bem como aplicações inventivas de sistemas plasmônicos envolvendo espécies químicas de interesse ambiental. Os resultados abordados contribuem para o avanço do conhecimento na área de catálise plasmônica e espectroscopia SERS, bem como para o desenvolvimento de metodologias de monitoramento in situ de processos dinâmicos de catálise e suas aplicações.