Síntese e Caracterização de Heteroestruturas de ZnO/SnO2 obtidas pelo Método Hidrotermal: Aplicação como Sensores de Gás

• Processo: 13/09573-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de outubro de 2013
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Elson Longo da Silva
• Beneficiário: Luís Fernando da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/20124-1 - Semicondutores óxidos nanoestruturados: Síntese não-aquosa e propriedades sensoras., BE.EP.PD
• Assunto(s): Propriedades elétricas Óxido de zinco Dióxido de estanho Heteroestruturas Sensores de gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: espectroscopia de absorção de raios X | heteroestruturas | propriedades elétricas | Sensores de gás | Síntese hidrotermal | SnO2 | ZnO | Síntese e Caracterização de Materiais

Resumo

Atualmente, a alta produção agrícola deve-se à utilização de fertilizantes, entre os quais os nitrogenados são essenciais para culturas de grande porte, como milho e arroz. O principal problema nessa área reside nos baixos índices efetivos de aproveitamento, já que grande parte do nitrogênio aplicado é perdido por volatilização. Esse processo envolve a oxidação destas fontes no solo, gerando assim NOx, o qual é um gás de efeito estufa. Assim, são necessárias estratégias efetivas de se detectar e quantificar gases NOx no ambiente de forma eficiente. Entre os materiais com grande potencial para atuar como sensores de gás, o óxido de zinco (ZnO) e óxido de estanho (SnO2) têm sido promissores. Porém, efeitos eletrônicos adversos durante o processo de separação de cargas, e consequente formação de sinal (recombinação de portadores) reduzem a potencialidade destes materiais. Existem poucos estudos sobre o efeito da iluminação em energia superior à de bandgap dos materiais (levando à separação de cargas) no desempenho destes como sensores. Recentemente, heteroestruturas de óxidos semicondutores têm sido investigadas como estratégia para redução dos eventos de recombinação. A heteroestrutura ZnO/SnO2 ainda foi pouco estudada, bem como suas propriedades sensoras sob iluminação UV. Desta forma, este projeto visa a síntese de nanoestruturas de ZnO e SnO2 e heteroestruturas ZnO/SnO2 utilizando tratamentos hidrotermais, e sua aplicação como sensor de NOx com e sem iluminação UV. Na síntese será utilizado o método sol-gel assistido por cristalização hidrotermal, que possibilita as sínteses de ambos os materiais e das heteroestruturas. As heteroestruturas serão preparadas com diferentes proporções Zn:Sn, e além da caracterização através das técnicas convencionais, como uma proposta inovadora neste projeto, propõe-se um estudo "in-situ" da estrutura eletrônica e a curta distância através da técnica de espectroscopia de absorção de raios-X (XAS) a fim de avaliar o efeito da proporção Zn:Sn e da exposição das amostras a diferentes tipos de gases, em especial NOx.

Publicações científicas

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(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)

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