Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 22071
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS7 |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | FAPEMIG |
| Primeiro autor | Ana Beatriz de Oliveira Lazarino |
| Orientador | JEMMYSON ROMARIO DE JESUS |
| Outros membros | RENATA PEREIRA LOPES MOREIRA |
| Título | DESENVOLVIMENTO DE HETEROESTRUTURA MOF-on-MOF À BASE DE NÍQUEL E NIÓBIO PARA EVOLUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE |
| Resumo | A exploração do hidrogênio verde (H2V) como fonte de energia limpa tem sido impulsionada devido à necessidade de alternativas sustentáveis aos combustíveis fósseis. No entanto, sua estocagem e transporte ainda representam desafios significativos. Hidretos metálicos, como o borohidreto de sódio (NaBH4), têm se destacado como opções promissoras para armazenamento químico de H2. Apesar disso, sua cinética de liberação de H2 ainda é limitada, exigindo catalisadores eficientes para superar barreiras energéticas e melhorar o desempenho do processo. Diante desse fato, este trabalho apresenta a síntese e caracterização de uma heteroestrutura do tipo MOF-on-MOF (Metal-Organic Frameworks), à base de nióbio (Nb) e níquel (Ni), para a geração de H₂V por meio da hidrólise catalítica do NaBH4. A síntese do material foi realizada pelo método solvotérmico, seguida de caracterização usando Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), Análise Termogravimétrica (TGA), determinação da área superficial (BET), Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia por Dispersão de Energia (MEV/EDS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Nanopartículas de platina (Pt), níquel (Ni), cobalto (Co) e paládio (Pd) foram avaliadas em sinergia com o MOF-on-MOF. Para otimizar a taxa de geração de hidrogênio (HGR), um planejamento fatorial completo do tipo 23 com delineamento de composto central (CCD) foi empregado. Três parâmetros foram avaliados: (i) o efeitos da temperatura (291,33; 298,15; 308,15; 318,15 K) ; (ii) dosagem do catalisador (5; 10; 20 mmol%); e (iii) concentração de NaOH (0,05; 0,10; 0,15 mol L-1). Como resultado, foi observado que a heteroestrutura foi obtida com sucesso, apresentado uma área superficial de 12,23 (m2/g). O catalisador mais eficiente, contendo nanopartículas de Pt suportadas na estrutura MOF-on-MOF, atingiu uma HGR de 120,3 mL min⁻1 g⁻1. Esse desempenho foi obtido sob as condições otimizadas com temperatura de 323,15 K, dosagem de catalisador de 10 mmol% e concentração de NaOH de 0,050 mol L⁻1. O material demonstrou boa estabilidade e reutilização em testes sucessivos. A análise cinética indicou uma energia de ativação de 32,03 kJ mol⁻1, e o efeito isotópico cinético (KIE = 0,9566) sugeriu que a etapa limitante da reação está relacionada à clivagem da ligação B–H. Os resultados comprovam o potencial do catalisador MOF-on-MOF (Ni-Nb) como material promissor para a produção sustentável e eficiente de H2V a partir de NaBH4. |
| Palavras-chave | Hidrogênio verde, Platina, MOF-on-MOF |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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