Sensores de compostos orgânicos voláteis à base de CoO, Co3O4, VO2 e V2O5 ocos e seus compósitos com ácido grafênico

• Processo: 18/08562-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2018
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
• Área de 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: Vinicius Ferreira Lopes
• 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): Materiais compósitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ácido grafênico | compósitos | óxidos de cobalto | óxidos de vanádio | Materiais Funcionais

Resumo

O avanço na ciência e tecnologia de sensores de compostos orgânicos voláteis (VOCs) é importante para o desenvolvimento sustentável de materiais funcionais. O projeto de pesquisa refere-se à avaliação do uso do ácido grafênico (GA) em óxido metálicos (OM) ocos do tipo-n (ex.: VO2 e V2O5) e tipo-p (ex.: CoO e Co3O4) e nos compósitos GA-OM para melhorar a sensibilidade, a seletividade e o tempo de resposta dos sensores. O GA (novo derivado de grafeno) será sintetizado pela reoxidação do óxido de grafeno. Por outro lado, os OMs ocos nano ou microestrurados serão preparados a partir de seus precursores e de modeladores como SiO2, bolhas de oxigênio, surfactantes (ex: dodecil sulfato de sódio e polietilenoglicol), zeólita (ex.: ZIF-67) e também sem surfactantes durante a síntese solvotérmica assistida por micro-ondas. Por fim, os compósitos GA-OM serão preparados por spray ultrassônico. Espera-se que o GA aumente a área superficial dos compósitos e contribua na adsorção seletiva de gases pela atuação dos seus grupos carboxílicos. Por outro lado, os principais benefícios das estruturas ocas dos OMs seriam a melhor difusividade dos gases em suas camadas internas e externas e também o aumento do número de poros nas cascas dos óxidos. A quantidade de sítios ativos para adsorção do oxigênio e das moléculas do gás analito também é ampliada nas estruturas ocas. As respostas sensoras serão avaliadas na presença de diferentes concentrações (nas faixas de ppm e ppb) de VOCs (ex.: acetona, acetaldeído, etanol, metanol, benzeno, xileno e tolueno) e em alta umidade relativa (ex.: até 98%). Dessa forma, se pretende estudar um novo derivado do grafeno em compósitos com OMs ocos pouco explorados na literatura com intuito de obter dispositivos mais sensíveis, seletivos e com menores tempos de resposta. Esta proposta contará com o apoio do auxílio à pesquisa regular financiado pela FAPESP (17/01267-1).

Publicações acadêmicas

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

LOPES, Vinicius Ferreira. Sensores de compostos orgânicos voláteis à base de Co3O4 e V2O5 e seus compósitos com óxido de grafeno. 2020. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas. São José do Rio Preto São José do Rio Preto.