Óxido de Cobre (II) e Óxido de Zinco Nanoestruturados com Morfologias Controladas Aplicados em Sensores de Gás

• Processo: 11/02408-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2011
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: José Arana Varela
• Beneficiário: Diogo Paschoalini Volanti
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Óxido de zinco Sensores de gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Morfologia de Cristais | Óxido de Cobre (II) | Óxido de Zinco | Sensores de gás | Síntese Hidrotérmica Assistida por Micro-ondas | Materiais Cerâmicos

Resumo

O projeto de pesquisa que se apresenta centra-se na compreensão dos fenômenos e mecanismos de sensibilidade de gases em óxido de cobre (II) e óxido de zinco nanoestruturados, com controle fino da morfologia e cristalizados pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas. Esses materiais serão previamente caracterizados por difração de raios X, medida de área de superfície específica, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, microscopia eletrônica de varredura de alta resolução e de transmissão. Os óxidos obtidos serão testados quanto suas propriedades de sensor de gás - tempo de resposta, estabilidade ao longo do tempo, seletividade e reprodutibilidade em na presença de gases oxidantes (ex.: O2 e NO2) e redutores (ex.: etanol, CO e H2) em baixas concentrações - na escala de partes por milhão (ppm) - e em temperaturas na faixa de trabalho do sensor (entre 200 e 400°C). Além disso, um dos desafios da pesquisa será aplicar a técnica espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) para caracterizar in situ as reações que ocorrem na superfície dos óxidos. As análises serão nas condições similares de trabalho dos sensores e serão correlacionadas aos testes de sensor de gás, com o intuito de entender os mecanismos gás-sólido ainda não esclarecidos. A originalidade do trabalho é que ao compreender as relações entre a morfologia do cristal e a estrutura da superfície dos óxidos nanoestruturados será possível obter materiais mais sensíveis, seletivos e com menores tempos de resposta comparados com os já descritos na literatura.

Publicações científicas

(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)

VOLANTI, DIOGO P.; FELIX, ANDERSON A.; ORLANDI, MARCELO O.; WHITFIELD, GEORGE; YANG, DAE-JIN; LONGO, ELSON; TULLER, HARRY L.; VARELA, JOSE A.. The Role of Hierarchical Morphologies in the Superior Gas Sensing Performance of CuO-Based Chemiresistors. ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, v. 23, n. 14, p. 1759-1766, APR 12 2013. (11/02408-1)

VOLANTI, D. P.; FELIX, A. A.; SUMAN, P. H.; LONGO, E.; VARELA, J. A.; ORLANDI, M. O.. Monitoring a CuO gas sensor at work: an advanced in situ X-ray absorption spectroscopy study. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 17, n. 28, p. 18761-18767, 2015. (11/02408-1, 13/14647-6, 13/07296-2)