Elucidação do Mecanismo da Grafitização Catalisada por Ferro: A Primeira Observação da Catálise Homogênea em Estado Sólido

O carbono é um material crítico para aplicações energéticas existentes e emergentes, e há um esforço global considerável para gerar carbonos sustentáveis. Uma área particularmente promissora é a grafitização catalisada por ferro, que é a conversão de matéria orgânica em nanoestruturas de carbono grafítico por um catalisador de ferro. Neste artigo, é relatado que a grafitização catalisada por ferro ocorre por meio de um novo tipo de mecanismo chamado catálise homogênea em estado sólido. Microscopia eletrônica de transmissão in situ em campo escuro é utilizada para demonstrar que nanopartículas cristalinas de ferro “cavukam” através do carbono amorfo para gerar nanotubos grafíticos de múltiplas paredes. O processo é notavelmente rápido, especialmente considerando a fase sólida do catalisador, e a difração de raios-X de síncrotron in situ é usada para demonstrar que a grafitização está completa em poucos minutos.