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Caracterização de Estruturas de Óxido de Estanho Modificado para uso em Sensor de Gases

Processo: 13/08734-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de julho de 2013
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Marcelo Ornaghi Orlandi
Beneficiário:Martin Schwellberger Barbosa
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Assunto(s):Óxido de estanho   Materiais cerâmicos   Sensores   Semicondutores

Resumo

Neste projeto de pesquisa propõe-se a realização de um estudo a fim de compreender os mecanismos de interação sólido-gás que ocorrem na superfície de nanoestruturas de óxido de estanho (II) puras e modificadas superficialmente com platina e com paládio. Os materiais escolhidos para este estudo são nanofitas e micro-discos de SnO que, embora sejam termodinamicamente instáveis e se decompõe em SnO2 e Sn0 em temperaturas acima de 400 °C, estudos preliminares realizados em nosso grupo mostraram ser altamente sensíveis e seletivos para gases oxidantes. Assim, espera-se que a modificação superficial destes materiais os torne ainda mais sensíveis e seletivos, que é desejado para aplicações práticas. Os materiais serão sintetizados pelo método de redução carbotérmica e, posteriormente, serão caracterizados por difração de raios X, medida de área de superfície específica, microscopia eletrônica de varredura de alta resolução e de transmissão e espectroscopia de absorção de raios X próximo à borda. Os materiais também serão caracterizados em relação à sua resposta como sensor de gás na presença de gases oxidantes e redutores (por exemplo, NO2, CO, H2S) em baixas concentrações (na escala de ppm) e em temperaturas de trabalho entre 100 e 350°C. Um dos desafios do trabalho será o estudo in situ do estado de oxidação do sensor em diferentes atmosferas (oxidantes e redutoras) por espectroscopia de absorção de raios X próximo à borda que serão realizadas concomitantemente com as medidas elétricas em condições similares às de operação do sensor. A principal contribuição do trabalho para a literatura será o estudo da interação sólido-gás em materiais termodinamicamente instáveis (SnO) modificados superficialmente. Espera-se que nas condições de trabalho os materiais aqui propostos permitam o desenvolmento de sensores com elevada sensibilidade e seletividade, que é importante visando futuras aplicações práticas desde material.

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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)
BARBOSA, MARTIN S.; SUMAN, PEDRO H.; KIM, JAE J.; TULLER, HARRY L.; ORLANDI, MARCELO O. Investigation of electronic and chemical sensitization effects promoted by Pt and Pd nanoparticles on single-crystalline SnO nanobelt-based gas sensors. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 301, DEC 12 2019. Citações Web of Science: 3.
BARBOSA, MARTIN S.; SUMAN, PEDRO H.; KIM, JAE J.; TULLER, HARRY L.; VARELA, JOSE A.; ORLANDI, MARCELO O. Gas sensor properties of Ag- and Pd-decorated SnO micro-disks to NO2, H-2 and CO: Catalyst enhanced sensor response and selectivity. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 239, p. 253-261, FEB 2017. Citações Web of Science: 36.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
BARBOSA, Martin Schwellberger. Caracterização de estruturas de óxido de estanho modificado como sensores de gases. 2015. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara Araraquara.

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