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Compósitos de ácido grafênico-óxidos metálicos ocos para sensor de gás

Processo: 17/01267-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2017 - 30 de abril de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Diogo Paschoalini Volanti
Beneficiário:Diogo Paschoalini Volanti
Instituição-sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
Assunto(s):Compostos orgânicos voláteis  Óxidos metálicos  Sensores de gases 

Resumo

A inovação na ciência e tecnologia de sensores de gás é de grande importância para o desenvolvimento sustentável de novos materiais com melhores desempenho. O projeto de pesquisa refere-se à avaliação do uso do ácido grafênico (GA) em óxido metálicos semicondutores (OMSs) ocos do tipo-n (ex.: SnO2, CeO2, WO3) e tipo-p (ex.: CuO, Co3O4, Cr2O3) nos compósitos GA-OMS para melhorar a sensibilidade, a seletividade e o tempo de resposta de sensores de gás, principalmente, de compostos orgânicos voláteis (VOCs). O GA é um novo derivado de grafeno com uma quantidade quase estequiométrica de grupos funcionais de ácido carboxílico e será sintetizado pela reoxidação do óxido de grafeno. Os OMSs ocos nano ou microestrurados serão preparados a partir de moldes duros como SiO2, moldes moles (nano ou microemulsões), maturação de Ostwald durante síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas ou por efeito Kirkendall durante aquecimento em ar. Já os compósitos GA-OMS serão preparados por spray ultrassônico. Espera-se que o GA aumente a área superficial dos compósitos e contribua na adsorção seletiva de gases pela atuação dos seus grupos carboxílicos (via ligações de hidrogênio). Por outro lado, os principais benefícios das estruturas ocas dos OMSs seriam a melhor difusividade dos gases em suas camadas internas e externas e também o aumento do número de poros nas cascas dos óxidos. A quantidade de sítios ativos para adsorção do oxigênio e das moléculas do gás analito também é ampliada nas estruturas ocas. As respostas sensoras serão avaliadas na presença de diferentes concentrações (nas faixas de ppm e ppb) de VOCs (ex.: acetona, acetaldeído, etanol, metanol, benzeno, xileno e tolueno) e em alta umidade relativa (ex.: até 98%). A proposta é original pois se pretende estudar um novo derivado do grafeno em compósitos com OMSs ocos com intuito de obter dispositivos mais sensíveis, seletivos e com menores tempos de resposta comparados com os já descritos na literatura. Cabe ressaltar que o GA ainda não foi aplicado como sensor de gás. Aliado ao impacto científico, busca-se o incremento na formação de recursos humanos em nível de graduação e pós-graduação. (AU)

Publicações científicas (10)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MODENES-JUNIOR, MARCO A.; ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P. Ethanol detection using composite based on reduced graphene oxide and CuO hierarchical structure under wet atmosphere. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS, v. 248, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
GOTTARDO, BIANCA; LEMES, THIAGO H.; BYZYNSKI, GABRIELA; PAZIANI, MARIO H.; VON-ZESKA-KRESS, MARCIA R.; DE ALMEIDA, MARGARETE T. G.; VOLANTI, DIOGO P. One-Pot Synthesis and Antifungal Activity of Nontoxic Silver-Loaded Hydroxyapatite Nanocomposites against Candida Species. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 2, n. 4, p. 2112-2120, APR 2019. Citações Web of Science: 1.
ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P. Porous CeO2 nanospheres for a room temperature triethylamine sensor under high humidity conditions. NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, v. 42, n. 19, p. 15954-15961, OCT 7 2018. Citações Web of Science: 3.
BYZYNSKI, GABRIELA; VOLANTI, DIOGO P.; RIBEIRO, CAU; MASTELARO, VALMOR R.; LONGO, ELSON. Direct photo-oxidation and superoxide radical as major responsible for dye photodegradation mechanism promoted by TiO2-rGO heterostructure. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 29, n. 19, p. 17022-17037, OCT 2018. Citações Web of Science: 3.
SA, BRUNA S.; ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P. Production of Nanostructured Silver from Waste Radiographic Films Using a Microwave-Assisted Hydrothermal Method. JOURNAL OF SUSTAINABLE METALLURGY, v. 4, n. 3, p. 407-411, SEP 2018. Citações Web of Science: 1.
ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; OLIVEIRA, TAIS N. T.; VOLANTI, DIOGO P. Bicone-like ZnO structure as high-performance butanone sensor. Materials Letters, v. 223, p. 142-145, JUL 15 2018. Citações Web of Science: 0.
ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; FONSECA, CRISTIANE S.; VOLANTI, DIOGO P. Effective reduced graphene oxide sheets/hierarchical flower-like NiO composites for methanol sensing under high humidity. NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, v. 42, n. 11, p. 8638-8645, JUN 7 2018. Citações Web of Science: 4.
PERFECTO, TARCISIO M.; ZITO, CECILIA A.; MAZON, TALITA; VOLANTI, DIOGO P. Flexible room-temperature volatile organic compound sensors based on reduced graphene oxide-WO3 center dot 0.33H(2)O nano-needles. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 6, n. 11, p. 2822-2829, MAR 21 2018. Citações Web of Science: 6.
BYZYNSKI, GABRIELA; PEREIRA, ANDREZA PRADO; VOLANTI, DIOGO P.; RIBEIRO, CAUE; LONGO, ELSON. High-performance ultraviolet-visible driven ZnO morphologies photocatalyst obtained by microwave-assisted hydrothermal method. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, v. 353, p. 358-367, FEB 15 2018. Citações Web of Science: 5.
ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P. Palladium-Loaded Hierarchical Flower-like Tin Dioxide Structure as Chemosensor Exhibiting High Ethanol Response in Humid Conditions. ADVANCED MATERIALS INTERFACES, v. 4, n. 22 NOV 23 2017. Citações Web of Science: 9.

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