Sinergia entre Pd-SnO2 ou óxido de grafeno reduzido-SnO2 para detecção de compostos orgânicos voláteis na presença de umidade

Resumo

A proposta de pesquisa pretende avaliar o efeito sinérgico do paládio (Pd) ou óxido de grafeno reduzido (RGO) em dióxido de estanho (SnO2) com faces cristalinas bem definidas para detecção de compostos orgânicos voláteis (VOCs) em atmosfera úmida. As estruturas Pd-SnO2 serão obtidas pela deposição de nanopartículas de Pd por troca aniônica direta entre os ligantes dos complexos de Pd com a superfície hidroxilada do SnO2 previamente preparado pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas (HAM). Espera-se que o Pd promova sensibilização eletrônica e química para prevenir a adsorção de hidroxilas na superfície do sensor de SnO2 e assim melhorar a baixa seletividade, a resposta lenta e a desativação provocadas pela presença de vapor d'água. Já as heteroestruturas RGO-SnO2 serão sintetizadas em uma única etapa pelo método HAM a partir de uma solução contendo óxido do grafeno e Sn4+ em pH controlado. O RGO atuará como aceptor de elétrons para facilitar a interação entre o SnO2 e os VOCs via interações químicas do tipo pi-pi, além de aumentar a interconectividade entre as partículas de SnO2. Os principais benefícios do RGO consistem no aumento do processo de adsorção, sensibilidade, reversibilidade e limites de detecção dos sensores minimizando o efeito indesejável da umidade. Ambos os tipos de heteroestruturas serão avaliadas na presença de diferentes VOCs (ex.: acetona, etanol e tolueno) por medidas condutométricas. Como desafio, as heteroestruturas serão testadas em alta umidade relativa (ex.: de 90 a 95%) similares às condições da respiração humana e assim será possível obter dispositivos mais sensíveis em comparação com os já descritos na literatura. Com efeito, os materiais estudados podem ter potencial para o desenvolvimento de novos sensores para diagnostico não invasivo de doenças como, por exemplo, diabetes e câncer de pulmão. Esta proposta contará com o apoio do auxílio à pesquisa regular financiado pela FAPESP (Processo: 14/17343-0) (AU)