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Compósitos avançados baseados em óxido de metal semicondutor e estruturas de carbono para detecção de compostos orgânicos voláteis

Processo: 20/05233-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de maio de 2020
Vigência (Término): 31 de outubro de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Cauê Ribeiro de Oliveira
Beneficiário:Bruna Soares de Sa
Instituição-sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, AP.TEM
Assunto(s):Catálise heterogênea   Fotocatálise   Materiais híbridos   Carbono   Metano   Compostos orgânicos voláteis   Sensores químicos

Resumo

A decomposição catalítica do metano produz hidrogênio e materiais à base de carbono. Embora não haja emissão de CO2 nesse processo, o aspecto crítico é a viabilidade econômica, que depende da aplicação de carbono. O grafeno e outras estruturas de carbono, como nanotubos, esferas e nanofibras, serão sintetizados pela Decomposição Catalítica do Metano (DCM) do metano e de outras fontes de carbono. Os compósitos à base de C serão sintetizados a partir de soluções diluídas (a concentração ideal será estudada para cada caso) de diferentes sais (por exemplo, Na2WO4.2H2O, SnCl2.2H2O, ZnCl2) juntamente com uma dispersão homogênea de estruturas de carbono previamente sintetizadas. A síntese será realizada em tempos curtos (de 30 minutos a 1 hora) e temperaturas abaixo de 140°C pelo método Hidrotérmico Assistido por Micro-ondas (HAM). As diferentes fases cristalinas dos materiais obtidos serão analisadas e identificadas pela Difração de Raios X (DRX). A técnica de espectroscopia Raman fornecerá informações sobre a estrutura Gs, CNT ou CNF e seus compostos. Os materiais sintetizados serão analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A identificação da constituição química qualitativa será realizada por espectroscopia de raios-X dispersiva em energia (EDX). A técnica de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) permitirá a caracterização morfológica e cristalográfica das amostras. O teste dos materiais preparados aplicados como sensores de Compostos Orgânicos Voláteis (COV) será realizado emum forno tubular construído para esse fim e em um sistema de medição preparado para testes em temperatura ambiente. Os sistemas de medição são hermeticamente fechados e têm uma entrada e saída para os gases com fluxo controlado. As mudanças de resistência serão medidas na atmosfera do ar como linha de base. Diferentes concentrações na faixa de ppm de COV (ex.: acetona, etanol, isopropanol, ácido acético, metanol, benzeno, xileno, tolueno, anilina, dimetilamina) serão inseridas com o auxílio de uma seringa no sistema de medição. Após cada teste, o sensor de óxido será exposto a uma atmosfera de ar para um novo ciclo de medições. (AU)