2023
Materiais Porosos
Nome: Materiais Porosos
Cód.: QUI13541M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Química
Língua(s) de lecionação: Português, Inglês
Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês
Regime de Frequência: Presencial
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Nesta unidade curricular pretende-se que os estudantes adquiram conhecimentos sobre estrutura porosa de diferentes tipos de materiais, principais estratégias de preparação e controlo de propriedades, bem como aplicações. Os estudantes deverão ser capazes de: conhecer e identificar materiais porosos de relevância atual em diferentes contextos; compreender a estrutura porosa de diferentes materiais e implicações; compreender bases científicas subjacentes a vários métodos de preparação; relacionar métodos e condições com o tipo de porosidade pretendida; conhecer as principais estratégias de modificação para controlo de porosidade e de química superficial; compreender a necessidade de reutilizar materiais porosos de elevado valor, conhecendo técnicas para o executar; explorar problemas concretos no dia-a-dia, em áreas que vão desde a indústria à saúde, passando pelo ambiente, e identificar materiais porosos possíveis de os solucionar. Pretende-se também a integração em investigação.
Conteúdos Programáticos
Componente teórica
Definições e princípios gerais. Principais materiais porosos e sua relevância em contextos científicos e
tecnológicos. Método sol-gel. Estrutura porosa, fundamentos de métodos de preparação, influência das
condições na porosidade e aplicações de materiais porosos, nomeadamente: materiais de carbono; zeólitos e zeótipos; argilas e argilas com pilares; materiais mesoporosos ordenados; materiais híbridos inorgânicos-orgânicos; materiais compósitos porosos. Métodos de regeneração de materiais porosos. Métodos de modificação para controlo das propriedades dos materiais.
Componente prática
Preparação de materiais microporosos e mesoporosos de vários tipos em diferentes condições e por
diferentes métodos. Os materiais serão caracterizados na unidade curricular Análise e Caracterização de Materiais.
Definições e princípios gerais. Principais materiais porosos e sua relevância em contextos científicos e
tecnológicos. Método sol-gel. Estrutura porosa, fundamentos de métodos de preparação, influência das
condições na porosidade e aplicações de materiais porosos, nomeadamente: materiais de carbono; zeólitos e zeótipos; argilas e argilas com pilares; materiais mesoporosos ordenados; materiais híbridos inorgânicos-orgânicos; materiais compósitos porosos. Métodos de regeneração de materiais porosos. Métodos de modificação para controlo das propriedades dos materiais.
Componente prática
Preparação de materiais microporosos e mesoporosos de vários tipos em diferentes condições e por
diferentes métodos. Os materiais serão caracterizados na unidade curricular Análise e Caracterização de Materiais.
Métodos de Ensino
O ensino concretiza-se em aulas teóricas que funcionam em regime modular e em práticas laboratoriais.
O processo de ensino/aprendizagem baseia-se no trabalho dos estudantes, apoiado em bibliografia e notas recolhidas durante as aulas e na pesquisa realizada individualmente, e assenta em metodologias interativas visando a participação ativa dos estudantes nas aulas presenciais. A componente prática funciona em articulação e em complementaridade com a componente teórica, recorrendo ao planeamento e execução de trabalho laboratorial. Incentiva-se o trabalho em grupo adicionalmente ao trabalho individual.
A avaliação contínua é realizada através de uma prova escrita individual (NE) e de uma monografia e sua apresentação oral (NT), sendo a nota final (NF) dada por NF=0,3NE+0,7NT. Se o estudante optar pelo regime de avaliação final, a nota final será a que obtiver no exame.
O processo de ensino/aprendizagem baseia-se no trabalho dos estudantes, apoiado em bibliografia e notas recolhidas durante as aulas e na pesquisa realizada individualmente, e assenta em metodologias interativas visando a participação ativa dos estudantes nas aulas presenciais. A componente prática funciona em articulação e em complementaridade com a componente teórica, recorrendo ao planeamento e execução de trabalho laboratorial. Incentiva-se o trabalho em grupo adicionalmente ao trabalho individual.
A avaliação contínua é realizada através de uma prova escrita individual (NE) e de uma monografia e sua apresentação oral (NT), sendo a nota final (NF) dada por NF=0,3NE+0,7NT. Se o estudante optar pelo regime de avaliação final, a nota final será a que obtiver no exame.
Bibliografia
Van Der Voort, P., Leus, K., De Canck, E. (2019). Introduction to porous materials. Chichester: Wiley.
Duke, M., Zhao, D., Semiat, R., Lu, M. (Eds.). (2013). Functional nanostructured materials and membranes for water treatment. Weinheim: Wiley-VCH.
Su, B.-L., Sanchez, C., Yang, X.-Y. (Eds.). (2012). Hierarchically structured porous materials: From nanoscience to catalysis, separation, optics, energy,and life science. Weinheim: Wiley-VCH.
Aegerter, M. A., Leventis, N., Koebel, M. M. (Eds.). (2011). Aerogels handbook. New York: Springer.
Bruce, D. W., OHare, D., Walton (Eds.). (2011). Porous materials. Chichester: John Wiley & Sons.
Schüth, F., Sing, K. S. W., Weitkamp, J. (Eds.). (2002). Handbook of porous solids. Weinheim: Wiley-VCH.
Outros elementos bibliográficos específicos (incluindo livros, artigos e Proceedings de conferências) serão indicados pelo docente que leciona a correspondente parte da matéria.
Duke, M., Zhao, D., Semiat, R., Lu, M. (Eds.). (2013). Functional nanostructured materials and membranes for water treatment. Weinheim: Wiley-VCH.
Su, B.-L., Sanchez, C., Yang, X.-Y. (Eds.). (2012). Hierarchically structured porous materials: From nanoscience to catalysis, separation, optics, energy,and life science. Weinheim: Wiley-VCH.
Aegerter, M. A., Leventis, N., Koebel, M. M. (Eds.). (2011). Aerogels handbook. New York: Springer.
Bruce, D. W., OHare, D., Walton (Eds.). (2011). Porous materials. Chichester: John Wiley & Sons.
Schüth, F., Sing, K. S. W., Weitkamp, J. (Eds.). (2002). Handbook of porous solids. Weinheim: Wiley-VCH.
Outros elementos bibliográficos específicos (incluindo livros, artigos e Proceedings de conferências) serão indicados pelo docente que leciona a correspondente parte da matéria.
Equipa Docente
