Investigação da atividade catalítica de nanocatalisadores plasmônicos bifuncionais via monitoramento SERS in situ
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. Importan...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade de São Paulo (USP) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:teses.usp.br:tde-22112023-152907 |
| Acceso en línea: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-22112023-152907/ |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | 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 |
| Sumario: | 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. |
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