O que fazemos?
3 linhas de pesquisa em 8 projetos ativos
Em 01/01/2023, as linhas de pesquisa do PPGQ-UERJ foram reformuladas, com o intuito de melhor adequá-las à formação e atuação dos docentes e aos projetos de pesquisa executados no programa. A linha de pesquisa QUÍMICA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS engloba três projetos de pesquisa: POLÍMEROS, MATERIAIS SUSTENTÁVEIS, NANOMATERIAIS E MATERIAIS SUPRAMOLECULARES. A linha de pesquisa QUÍMICA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS é abrangente e engloba os temas de pesquisa de vários docentes.
QUÍMICA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS
A linha de pesquisa QUÍMICA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS trata da síntese, preparo, caracterização, estudo das propriedades, transformações e aplicações de materiais. Materiais do tipo polímeros, óxidos, nanopartículas metálicas, nanomateriais, e supramoleculares, são objetos de estudo da linha de pesquisa. Os métodos de síntese são centrados em metodologias sustentáveis, limpas, a partir de fontes renováveis, e comprometidos com os princípios da Química Verde. Investiga-se materiais de interesse tecnológico, ambiental, biológico, catalítico e de energia renovável.
QUÍMICA AMBIENTAL E SUSTENTABILIDADE
A linha de pesquisa QUÍMICA AMBIENTAL E SUSTENTABILIDADE engloba os temas química verde, química ambiental, geração de energia renovável, química atmosférica. Nesta linha, materiais sintetizados de forma sustentável, utilizando fontes renováveis como biomassa, são aplicados em remediação de poluentes, geração de hidrogênio verde, entre outros. Também aborda a síntese de compostos de interesse farmacológicos e geração de energia renovável, utilizando os princípios da Química Verde.
COMPOSTOS MOLECULARES MULTIFUNCIONAIS
A linha de pesquisa COMPOSTOS MOLECULARES MULTIFUNCIONAIS engloba temas clássicos da Química, como química de coordenação, bioinorgânica, síntese orgânica, síntese inorgânica, catálise e cinética, tanto pela abordagem experimental quanto teórica. As aplicações englobam reações de oxidação seletiva, degradação de poluentes, produção de hidrogênio verde por eletrocatálise e fotoeletrocatálise, baterias, materiais luminescentes, OLEDs, fármacos, liberação controlada de fármacos, inibição enzimática, entre outros.
Projetos
Linha de pesquisa 1 - QUÍMICA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS
Projeto 1: Polímeros
O projeto de pesquisa POLÍMEROS investiga a síntese, caracterização, transformações e aplicações de polímeros sintéticos e naturais. Os principais temas de estudo estão listados a seguir.
a. Preparação, caracterização e aplicação de materiais poliméricos
b. Estudos das interações de Elastômeros Termoplásticos Vulcanizados Dinamicamente
c. Desenvolvimento de nanocompósitos envolvendo polímeros dissimilares
d. Tecnologia em Elastômeros – Desenvolvimento e Avaliação de formulações para aplicações técnicas
e. Tecnologia em Termoplásticos – Desenvolvimento e Avaliação de composições para aplicações técnicas
f. Caracterização da densidade de ligações cruzadas
g. Desenvolvimento e caracterização de materiais Elastoméricos para a Indústria de Óleo e Gás e Química
h. Sistemas de cura sustentáveis e caracterização de materiais Elastoméricos
i. Desenvolvimento de materiais poliméricos multicomponentes com foco em aplicações técnicas e sustentáveis
j. Estudo da vulcanização de elastômeros: Aspectos ambientais
k. Desenvolvimento e caracterização de composições elastoméricas sustentáveis
l. Desenvolvimento de materiais poliméricos nanoestruturados e sustentáveis
m. Biocurativos à base de polímeros naturais
n. Reciclagem de poli(tereftalado de etileno)
o. Desenvolvimento de polímeros porosos “tailor-made” via técnicas de polimerização em múltiplos estágios
p. Biodegradação de materiais poliméricos
Projeto 2: Materiais sustentáveis, nanomateriais e materiais supramoleculares
O projeto de pesquisa MATERIAIS SUSTENTÁVEIS, NANOMATERIAIS E MATERIAIS SUPRAMOLECUARES investiga a síntese, preparo, caracterização, transformações e aplicações de materiais. A síntese ou o preparo dos materiais é focada em métodos sustentáveis, comprometidos com os princípios da química verde, a partir de fontes renováveis, como biomassa de origem vegetal ou animal. Os principais temas de estudo estão listados a seguir.
a. Investigação de parâmetros no tratamento de cascas de camarão para obtenção de quitosana e seu uso como adsorvente
b. Desenvolvimento de nanomaterias à base de cério com aplicação em fotoproteção
c. Óxidos e oxo-clusters de titânio e cério para processos eletrocatalíticos assistidos por luz solar
d. Desenvolvimento de nanomateriais utilizando extratos de plantas para aplicação na remediação de poluentes
e. Caracterização e aplicação de celulose e de resíduos de fonte renovável
f. Beneficiamento de resíduo lignocelulósico pelo processo de refino e desenvolvimento de biocompósitos para uso em embalagens
g. Aproveitamento de agroresiduos no desenvolvimento de novos materiais
h. Biocurativos à base de polímeros naturais
i. Nanopartículas metálicas/bimetálicas plasmônicas de Au, Pd e Ag para fotoativações catalíticas em condições verdes
j. Síntese e caracterização de polímeros de impressão iônica (IiPs) e polímeros de impressão molecular (MIPs)
k. Caracterização por difração de raios-X de policristais e refinamento de Rietveld
Projeto 3: Química teórica e Modelagem molecular
O projeto de pesquisa QUÍMICA TEÓRICA E MODELAGEM MOLECULAR atua na investigação por Química Teórica de temas voltados para área de Ciências de Materiais. Projetos voltados para aplicação de materiais de interesse biológico, farmacológico, energético, catalítico, combustível, química atmosférica, e síntese orgânica e de materiais. Os principais temas de estudo estão listados a seguir.
a. Sistemas de transporte e liberação controlada de fármacos
b. Design de complexos metálicos derivados de ligantes flavonoides
c. Propriedades físico-químicas de pró-fármacos de Pt(IV)
d. Captura de CO2 a partir de adsorventes alcalinizados
e. Nanoestruturas anódicas para novas baterias de íon lítio
f. Inovações tecnológicas para aumentar a eficiência de síntese, controle de qualidade e combustão do biodiesel
g. Estudo do uso de ésteres leves como combustíveis e do processo de combustão a baixa temperatura
h. Reações de oxidação de compostos orgânicos voláteis biogênicos na atmosfera e seu impacto no aerossol atmosférico
i. Formação de agregados aromáticos π-π na ausência e presença de CO2
j. Estudo Teórico da formação de complexos de inclusão entre flavonóides e ciclodextrinas
k. Influência das ciclodextrinas na atividade catalítica de metais de transição em reações de acoplamento de suzuki-miyaura: um estudo baseado na teoria do funcional de densidade
l. Química computacional de polímeros
Linha de pesquisa 2 - QUÍMICA AMBIENTAL E SUSTENTABILIDADE
Projeto 4: Química verde e Energia renovável
O projeto de pesquisa QUÍMICA VERDE E ENERGIA RENOVÁVEL engloba a valorização e aproveitamento da biomassa, geração de hidrogênio verde por eletrocatálise e fotoeletrocatálise, síntese de compostos orgânicos por Química Verde. Os principais temas de estudo estão listados a seguir:
a. Estudo de carvões mesoporosos a partir de matriz de sílica para processamento de biomassa
b. Desenvolvimento de óxidos de metais da primeira série de transição para a eletrocatálise e fotoeletrocatálise da reação de evolução de oxigênio e para a reação de quebra da água
c. Geração de hidrogênio verde pela reação de eletrólise da água a partir de células fotoeletroquímicas
d. Nanopartículas metálicas/bimetálicas plasmônicas de Au, Pd e Ag para fotoativações catalíticas em condições verdes
e. Desenvolvimento de óxidos de metais da primeira série de transição utilizando extratos de plantas para aplicação na reação de evolução de oxigênio e eletrólise da água
g. Óxidos e Oxo-clusters de titânio e cério para processos eletrocatalíticos assistidos por luz solar
h. Produção de óleos combustíveis parafínicos a partir da pirólise catalítica de resíduos da indústria do petróleo
Projeto 5: Remediação ambiental
O projeto de pesquisa REMEDIAÇÃO AMBIENTAL engloba a remediação de diversas matrizes de interesse ambiental, como derramamento de óleo no mar, sorção de CO2 e íons metálicos, degradação e adsorção de poluentes como corantes, pesticidas, herbicidas, íons metálicos, etc. Também atua no monitoramento de microplásticos, de diversas matrizes ambientais, além de estudos relacionados com Química Atmosférica. Os principais temas de estudo estão listados a seguir:
a. Susceptibilidade ambiental social e econômica da Baía da Ilha Grande ao derramamento e à presença de óleo no mar – Rede Monitomar
b. Desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos magnéticos: uma inovação na sorção seletiva de CO2 e íons metálicos
c. Avaliação de materiais poliméricos na resolução de problemas ambientais
d. Nanotecnologia aplicada ao meio ambiente
e. Hidrogéis superabsorventes para aplicação na agricultura
f. Monitoramento de micro e nanoplásticos
g. Obtenção de organogéis supramoleculares bioinspirados com potencial emprego ambiental
h. Adsorção de poluentes por nanomateriais
i. Degradação de poluentes pelos processos oxidativos avançados usando catalisadores ambientalmente amigáveis
j. Desenvolvimento de metodologias analíticas para caracterização química de diferentes matrizes
k. Ativação por luz de materiais inorgânicos contendo Terras Raras para degradação de poluentes
l. Obtenção de organogéis supramoleculares bioinspirados com potencial emprego ambiental
m. Reações de oxidação de compostos orgânicos voláteis biogênicos na atmosfera e seu impacto no aerossol atmosférico
n. Formação de compostos contendo fósforo em atmosferas planetárias
o. Tratamento físico-químico de efluentes e resíduos visando recuperação de subprodutos de interesse industrial
p. Monitoramento de compostos orgânicos em matrizes ambientais
q. Reações de oxidação de compostos orgânicos voláteis biogênicos na atmosfera e seu impacto no aerossol atmosférico
Linha de pesquisa 3 - COMPOSTOS MOLECULARES MULTIFUNCIONAIS
Projeto 6: Química de coordenação e bioinorgânica
O projeto de pesquisa QUÍMICA DE COORDENAÇÃO E BIOINORGÂNICA engloba a síntese, caracterização e aplicação de compostos de coordenação de metais de transição e íons lantanídeos. Complexos e rede metalo-orgânicas são aplicados em catálise homogênea, eletrocatálise e fotoeletrocatálise para geração de hidrogênio verde, luminescência, marcadores de munição em armas de fogo, OLEDs, magnetismo, liberação controlada de fármacos, pró-fármacos, inibidores e moduladores enzimáticos. Os principais temas de estudo estão listados a seguir:
a. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação em catálise homogênea na oxidação seletiva de moléculas orgânicas
b. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação na degradação de poluentes
c. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação na reação de evolução de oxigênio
d. Uso de Redes Metalo-orgânicas de lantanídeos de elevada luminescência e alta estabilidade térmica para marcação de munições de armas de fogo
e. Síntese, caracterização de betadicetonatos de lantanídeos para emprego em OLEDs
f. Estudo de compostos de coordenação de lantanídeos derivados de anti-inflamatórios não esteroidais
g. Síntese e estudo das propriedades barocalóricas de complexos spin-crossover de Fe(II): potenciais agentes de refrigeração
h. Sistemas de transporte e liberação controlada de fármaco
i. Design de complexos metálicos derivados de ligantes flavonoides
j. Propriedades físico-químicas de pró-fármacos de Pt(IV)
k. Complexos mononucleares de cobre(II) e zinco(II) como moduladores da fosforilação proteica patológica
l. Síntese e caracterização de compostos de coordenação radicalares para aplicação como inibidores enzimáticos
Projeto 7: Síntese orgânica e inorgânica
a. Síntese de carbazóis conjugados visando o emprego em células solares sensibilizadas por corantes
b. Aplicação de calixarenos no desenvolvimento de adsorventes para tratamento via remediação de micropoluentes em águas superficiais
c. Hidróxidos duplos lamelares do tipo (M2+ = Cu, Ni/ M3+=Al) como catalisadores para a obtenção de compostos borilados com potencial anticâncer
d. Desenvolvimento de nanomaterias à base de cério com aplicação em fotoproteção
e. Óxidos e Oxo-clusters de titânio e cério para processos eletrocatalíticos assistidos por luz solar
f. Síntese de carbazóis conjugados visando o emprego em células solares sensibilizadas por corantes
g. Síntese de biocatalisadores baseados em lipases e lacases para aplicação em reações de interesse industrial
h. Síntese e caracterização de organocatalisadores imobilizados em suportes poliméricos
Projeto 8: Cinética, catálise e fotocatálise
O projeto de pesquisa CINÉTICA, CATÁLISE E FOTOCATÁLISE engloba a síntese, caracterização e aplicação de materiais e compostos com propriedades catalíticas e fotocatalíticas, bem como investigação cinética e de mecanismo de reação. Estudos estão voltados para o desenvolvimento de catalisadores homogêneos e heterogêneos tais como ácidos, óxidos mistos, semicondutores, compostos de Terras Raras, biocatalisadores, organocatalisadores e compostos de coordenação, para aplicações em degradação de poluentes, oxidação seletiva de moléculas orgânicas, geração de hidrogênio verde, entre outros. Os principais temas de estudo estão listados a seguir:
a. Desenvolvimento de catalisadores à base de nióbio como catalisadores ácidos
b. Síntese e avaliação de óxidos mistos semicondutores para uso em fotocatálise
c. Ativação por luz de materiais inorgânicos contendo Terras Raras para degradação de poluentes
d. Biocatalisadores heterogêneos baseados na imobilização de lipases ou lacases em polímeros reticulados
e. Desenvolvimento de organocatalisadores heterogêneos baseados em polímeros porosos
f. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação como catalisadores em processos oxidativos e degradação de poluentes
g. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação em catálise homogênea na oxidação seletiva de moléculas orgânicas
h. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação na degradação de poluentes
i. Síntese e caracterização de compostos de coordenação para aplicação na reação de evolução de oxigênio
