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
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2017
• Vigência (Término): 31 de dezembro 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 Materiais funcionais Sensores de gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ácido grafênico | Estruturas ocas | heteroestruturas | sensor de gas | Materiais funcionais

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

(15)

(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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Publicações acadêmicas

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

ZITO, Cecilia de Almeida. Sensores à base de CeO2 e óxido de grafeno reduzido/CeO2 para detecção de CO2 ou compostos orgânicos voláteis. 2021. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas. São José do Rio Preto São José do Rio Preto.