Panorama tecnológico
Nanocompósitos com alta área específica e porosidade micro/mesoporosa possuem propriedades aprimoradas que viabilizam aplicações em catálise, adsorção e como reforços poliméricos. O controle da porosidade favorece a difusão molecular e melhora o desempenho em reações químicas, como demonstrado no aumento da atividade catalítica em materiais com mesoporos estruturados.
Descrição da tecnologia
A invenção descreve um processo para obter nanocompósitos micro e mesoporosos à base de titanato e sílica, derivados de nanotubos de titanatos. Nesse processo, as folhas de titanato dos nanotubos são desenroladas e espaçadas por troca iônica com surfactantes catiônicos e co-surfactantes, seguidos pela estabilização in situ de sílica, que permanece após a calcinação para remover os surfactantes. A técnica permite a personalização dos materiais pela escolha dos componentes e condições reacionais, resultando em nanocompósitos com aplicações em armazenamento de energia, adsorção, reforço estrutural, troca iônica, catálise e suporte para metais ou enzimas.
Problema resolvido
O invento se propõe a resolver os problemas difusionais, a ausência de microporosidade e baixa área específica que os nanocompósitos de titanato apresentam.
Aplicações
Os nanocompósitos de titanato e sílica apresentam ampla aplicabilidade, destacando-se como suportes para catalisadores, com potencial para formação de catalisadores bifuncionais que combinam propriedades ácidas, básicas ou redox com texturas porosas para converter moléculas volumosas e direcionar reações. Podem atuar como adsorventes de compostos orgânicos, trocadores iônicos para remoção de metais pesados e radioativos, agentes de reforço em matrizes diversas, e em armazenamento de energia, como em baterias de íons de lítio ou sódio.
Vantagens
As principais vantagens dos materiais são a alta área superficial específica, de até 715 m²/g, superando significativamente os derivados de titanatos existentes, além da presença de microporos e mesoporos, ausentes nos nanotubos originais. Essas características aprimoram suas aplicações em diversas áreas tecnológicas.
Nível de maturidade da tecnologia (TRL – Technology Readiness Level)
Status e oportunidade
Patente publicada pelo INPI sob n° do pedido BR 10 2021 026260-5.
A patente pode ser encontrada na íntegra no Lume.
Inventores
Anderson Joel Schwanke
Wesley Formentin Monteiro
Katia Bernardo Gusmão
Michèle Oberson de Souza
