a) Desenvolvimento de Sistemas Nanoestruturados de Materiais Zeolíticos

Síntese, modificação (desaluminização e inserção de metais em zeólitas) e caracterização de zeólitas por MAS-RMN de ²⁹Si e ²⁷Al, método Cal-Ad (Calorimetria-Adsorção), métodos térmicos (TG/DTG, DTA, DSC, TPD-MS, TPO-MS, TPR-MS), análise textural por sorção de nitrogênio de área específica e volume e distribuição de poros. Aplicação em processos de refino de petróleo, petroquímicos (desidratação de alcoóis, esterificação, transesterificação, ciclização, etc.), preparação de biocombustíveis e adsorção/degradação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos.

b) Síntese e Modificação de Peneiras Moleculares Mesoporosas

Desenvolvimento de novos métodos de síntese e pós-síntese de peneiras do tipo M41S. Preparação de óxidos metálicos (e.g., CuO, MoO₃, WO₃, Nb₂O₅ e polioxometalatos) suportados em MCM-41, Al-MCM-41, sílica-alumina amorfa e SBA-15. Aplicação em processos de redução da emissão de particulados, na oxidação seletiva de compostos orgânicos, adsorção/degradação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e esterificação de ácidos carboxílicos.

c) Desenvolvimento de Catalisadores Inovadores para o Segmento de Petróleo, Gás e Energia

Desenvolvimento de catalisadores zeolíticos, surfactantes (dodecilsulfato de cério(III),) e de óxidos mistos para reações de esterificação de ácidos graxos de cadeias longas (e.g., ácido oléico e borra ácida obtida do refino de óleos vegetais), de transesterificação e craqueamento de óleos vegetais visando à produção de biodiesel. Obtenção de correlação entre acidez e atividade catalítica. Desenvolvimento de novos métodos espectroscópicos (FT-IR, FT-NIR, FT-Raman e RMN de ¹H) de monitoramento e correlação dos dados de conversão obtidos. Estudo da transformação de glicerol em produtos petroquímicos.

d) Preparação, Caracterização e Aplicação Catalítica de Óxidos Metálicos Mistos e Suportados

Desenvolvimento de métodos de incorporação na superfície de precursores metálicos para transformação em óxidos nanocristalinos (e.g., Nb₂O₅; CuO; CeO₂; ZrO₂; WO₃; MoO₃). Síntese de óxidos mistos de Ce_xZr_(1-x)O₂ para desidratação de alcoóis.

e) Desenvolvimento de Biomateriais por meio de Transformações Catalíticas Heterogêneas

Síntese, caracterização e aplicação de polioxometalatos suportados para a produção de polímeros biodegradáveis e biocompatíveis (biomateriais).

f) Desenvolvimento de Polioxometalatos e Sais Derivados

Síntese, caracterização de polioxometalatos e seus derivados para aplicações em processos de química fina e de importância ambiental: Síntese de compostos com estruturas de Keggin e Wells-Dawson. Preparação de novos catalisadores de Ce_xH_3-xPW₁₂O₄₀, (NH₄)_yCs_xH_zPW₁₂O₄₀, H₃PW₁₂O₄₀ e H₄SiW₁₂O₄₀ suportados em zeólitas, carbono, sílica-alumina, nióbia, zircônia e céria-zircônia. Caracterização por DRX, MAS-RMN de ³¹P e ²⁹Si, FT-IR, FT-Raman, Análises Térmicas (TG/DTG/DTA/DSC), adsorção de N₂ a baixa temperatura (método BET, BJH, t-plot) e calorimetria-adsorção em fase líquida (método Cal-Ad). Aplicação em processos de esterificação, transesterificação, alquilação, polimerização, oxidação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e síntese de fragrâncias a partir do citronelal.