Sensores de gás a base de SnO2-CuO

Autor(es)

Pedro Henrique Suman

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2016-10-04.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2016-06-30
• Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi

Resumo

Neste trabalho, as propriedades sensoras de gás de nanoestruturas de óxido de estanho puras (SnO2) e híbridas (SnO2-Pt, SnO2-CuO e SnO2-CuO-Pt) foram estudadas na presença de diferentes gases. Os materiais foram sintetizados pelo método de electrospinning seguido por tratamento térmico e, posteriormente, foram caracterizados por termogravimetria (TG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com emissão por campo (MEV-FEG), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia por dispersão em energia de raios X (EDS), microscopia de força atômica (AFM) e área de superfície específica e porosidade (BET). O foco principal do trabalho foi analisar a resposta dos materiais sintetizados como sensores de gás para a detecção de gases tóxicos e inflamáveis em baixas concentrações e em uma temperatura de operação de 300 °C. Os resultados obtidos a partir das caracterizações estruturais e morfológicas mostraram que o método de electrospinning permite a obtenção de materiais unidimensionais (1D) policristalinos com elevada homogeneidade morfológica e pureza cristalina. Além disso, os elementos químicos presentes nas estruturas de cada material sintetizado foram mapeados e identificados, onde verificou-se que todos os elementos estão homogeneamente distribuídos ao longo da estrutura das fibras. As características superficiais dos materiais, tais como rugosidade e porosidade também foram estudadas e os resultados indicaram que, dependendo da composição química das fibras, estruturas com diferentes níveis de rugosidade e área superficial podem ser obtidas. Medidas elétricas na presença de NO2, CO, H2, e CH4 mostraram que todos os materiais exibem comportamento de semicondutor do tipo-n e resposta sensora dependente da concentração do gás analito. As fibras de SnO2 e SnO2-Pt exibiram maior resposta sensora para a detecção de NO2 enquanto as fibras de SnO2-CuO e SnO2-CuO-Pt tiveram maior resposta na presença de H2, além de elevada seletividade para H2 em relação ao CH4. Em geral, os resultados obtidos mostram que os materiais produzidos são bastante promissores e têm grande potencial para serem estudados detalhadamente como sensores de gás. (AU)

• Processo FAPESP: 12/11139-7 - Sensores de gás a base de SnO2-CuO: estudos avançados in situ e operando
• Beneficiário: Pedro Henrique Suman
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado