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Compósitos de ácido grafênico com estruturas de CeO2 ocas e Pd-CeO2 do tipo gema-casca aplicados como sensores de compostos orgânicos voláteis

Processo: 16/25267-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2017
Vigência (Término): 31 de março de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
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
Bolsa(s) vinculada(s):18/08271-7 - Caracterização estrutural, eletrônica e química de compósitos de ácido grafênico com nanoesferas de CeO2 gema-casca e Pd-CeO2 gema-casca, BE.EP.DR
Assunto(s):Heteroestruturas

Resumo

A proposta de pesquisa pretende estudar o efeito do ácido grafênico (GA) em estruturas ocas de dióxido de cério (CeO2) e estruturas Pd-CeO2 do tipo gema-casca na detecção de compostos orgânicos voláteis (VOCs) em atmosfera úmida. As estruturas GA/CeO2 (oco) e GA/Pd-CeO2 (gema-casca) serão obtidas pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas (HAM) sem a utilização de moldes. Ambos os tipos de heteroestruturas serão avaliadas para detecção de diferentes VOCs (ex.: benzeno, xileno, tolueno, acetona, dietilamina, anilina) por medidas condutométricas em ambientes com alta umidade relativa (ex.: de 60 a 98%), similares às condições ambientais e da respiração humana. Espera-se que os materiais preparados apresentem melhorias nos parâmetros de sensibilidade, seletividade, limites de detecção e tempos de resposta pela combinação de diferentes efeitos: (i) aumento da difusão e área superficial pelo uso de estruturas ocas de CeO2, (ii) ativação dos VOCs analito pelo efeito catalítico promovido pelas partículas de Pd, e (iii) minimização do efeito indesejável da umidade pela interação entre GA e moléculas de água. Ademais, um dos desafios da pesquisa será aplicar a técnica de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) em condições semelhantes às de operação do sensor para caracterizar in situ as reações que ocorrem na superfície dos materiais, de modo a estabelecer uma correlação entre sua estrutura eletrônica e propriedades. Com efeito, os materiais estudados podem ter potencial para o desenvolvimento de novos sensores para diagnostico não invasivo de doenças e monitoramento ambiental.

Publicações científicas (5)
(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.
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.
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.

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