Desenvolvimento de catalisadores baseados em nanopartículas metálicas para química orgânica

Abstract

Dentre os compostos conhecidos como nitrofenólicos, cujas aplicações estão presentes no nosso cotidiano, o 4-nitrofenol (4-NF) se sobressai como um grave contaminante ambiental. O 4-NF pode ser reduzido ao composto de segurança 4-aminofenol, através da utilização de nanocatalisadores de prata. Assim, esse trabalho tem como objetivo principal desenvolver nanopartículas de prata (AgNPs) com diferentes estabilizantes e formatos para avaliar a atividade catalítica e fotocatalítica na reação de redução do 4- nitrofenol. As AgNPs foram preparadas no formato esférico e prismático, utilizando como estabilizante PVP, PVA e ácido ascórbico (AA), através do método de redução química. As AgNPs foram caracterizadas por espectroscopia UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão, espalhamento dinâmico de luz, potencial Zeta e ICP-OES. Os resultados obtidos indicam a formação de nanoestruturas de prata com morfologia bem definida, esférica e prismática, com estabilidade coloidal e boa distribuição de tamanho. A redução catalítica do 4-nitrofenol em 4-aminofenol na presença de nanocatalisadores de prata foi estudada por espectroscopia UV-Vis. Os resultados obtidos em catálise e fotocatálise, indicam um grande potencial catalítico das AgNPs na redução do 4-NF. As AgNPs esféricas estabilizadas com PVA apresentaram um percentual de 94% na redução com 2 lâmpadas de espectro solar total. Os nanomateriais estabilizados com AA exibiram uma atividade catalítica maior para as nanopartículas prismáticas em relação as esféricas, alcançando o percentual de redução máximo de 54 e 42%, respectivamente. As AgNPs preparadas com PVP demonstraram possuir o pior desempenho, quando comparado as demais nanopartículas estudadas, para a maioria dos sistemas utilizados. Portanto, a partir dos resultados obtidos, podemos concluir que os nanocatalisadores de prata desempenharam sua função de forma significativa na redução do 4-nitrofenol. Além disso, as AgNPs demonstraram potencial para serem aplicadas em outras reações químicas de forma a contribuir no desenvolvimento de nanocatalisadores sustentáveis para a química orgânica.