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

• Processo: 15/05916-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2015
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Diogo Paschoalini Volanti
• Beneficiário: Cecilia de Almeida Zito
• 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 Paládio Óxido de grafeno Dióxido de estanho Óxidos metálicos Catalisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Compostos Orgânicos Voláteis | Grafeno | Metal catalisador | Óxido Metálico Semicondutor | Materiais Funcionais

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)

Publicações científicas

(7)

(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)

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. (16/04371-1, 17/01267-1, 15/05916-9, 14/17343-0, 13/23886-4)

ZITO, C. A.; VOLANTI, D. P.; KRIVEN, WM; WANG, J; ZHOU, Y; ZHU, D; COSTA, G. SnO2-REDUCED GRAPHENE OXIDE NANOCOMPOSITE FOR ETHANOL SENSING AT ROOM TEMPERATURE. DEVELOPMENTS IN STRATEGIC CERAMIC MATERIALS II, v. N/A, p. 7-pg., 2017-01-01. (14/17343-0, 15/05916-9)

ZITO, CECILIA A.; ORLANDI, MARCELO O.; VOLANTI, DIOGO P.. Accelerated microwave-assisted hydrothermal/solvothermal processing: Fundamentals, morphologies, and applications. Journal of Electroceramics, v. 40, n. 4, p. 271-292, JUN 2018. (15/50526-4, 14/17343-0, 15/05916-9)

ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P.. Impact of reduced graphene oxide on the ethanol sensing performance of hollow SnO2 nanoparticles under humid atmosphere. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 244, p. 466-474, JUN 2017. (16/04371-1, 13/23886-4, 14/17343-0, 15/05916-9)

PERFECTO, T. M.; ZITO, C. A.; VOLANTI, D. P.. Room-temperature volatile organic compounds sensing based on WO3 center dot 0.33H(2)O, hexagonal-WO3, and their reduced graphene oxide composites. RSC ADVANCES, v. 6, n. 107, p. 105171-105179, 2016. (15/05916-9, 13/23886-4, 15/04306-2, 14/17343-0)

PERFECTO, T. M.; ZITO, C. A.; VOLANTI, D. P.. Design of nanostructured WO3 center dot 0.33H(2)O via combination of ultrasonic spray nozzle and microwave-assisted hydrothermal methods for enhancing isopropanol gas sensing at room temperature. CrystEngComm, v. 19, n. 20, p. 2733-2738, MAY 28 2017. (16/04371-1, 15/05916-9, 13/23886-4, 14/17343-0)

VESSALLI, BEATRIZ A.; ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P.; MAZON, TALITA. ZnO nanorods/graphene oxide sheets prepared by chemical bath deposition for volatile organic compounds detection. Journal of Alloys and Compounds, v. 696, p. 996-1003, MAR 5 2017. (16/04371-1, 14/17343-0, 15/05916-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ZITO, Cecilia de Almeida. Sinergia entre Pd-SnO2 ou óxido de grafeno reduzido-SnO2 para detecção de compostos orgânicos voláteis na presença de umidade. 2017. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas. São José do Rio Preto São José do Rio Preto.