Caracterização estrutural, eletrônica e química de compósitos de ácido grafênico com nanoesferas de CeO2 gema-casca e Pd-CeO2 gema-casca

Resumo

Essa proposta de pesquisa objetiva promover uma investigação aprofundada das propriedades estruturais, eletrônicas e químicas de sensores de gás à base de comopósitos de ácido grafênico com nanoesferas de óxido de cério(IV) (CeO2) gema-casca e Pd-CeO2 gema-casca. Devido à fácil conversão entre os estados de óxidação Ce(III) e Ce(IV), defeitos de vacância de oxigênio podem ser criadas na estrutura do cristal de CeO2, que pode aumentar a sensitividade do sensor de gás. Entretanto, faltam estudos que correlacionem as estruturas do CeO2 e seu desempenho como sensor de gás. Assim, nós propomos o uso de técnicas avançadas de caracterização relacionadas à radiação síncrotron para prover informações confiáveis sobre a estrutura dos materiais. O sistema Ce(IV)/Ce(III) será determinado pela espectroscopia de absorção de raios X próxima à borda de alta resolução de fluorescência detectada (HERFD-XANES) e espectroscopia de espalhamento inelástico ressonante de raios-X (RIXS). Por outro lado, a existência de defeitos de vacâncias de oxigênio será confirmada por medidas de espectroscopia de estrutura fina de absorção de raios-X estendida (EXAFS) e análise de espalhamento total ou função de distribuição de pares (PDF). Dessa forma, a combinação das técnicas HERFD-XANES, RIXS, EXAFS, e PDF com as técnicas de caracterizações prévias e iniciais, que foram realizadas na Instituição-sede, serão úteis para promover uma profunda associação com as medidas de sensor de gás e, consequente, propor um mecanismo sensor consistente. Finalmente, a relação entre as caracterizações e as respostas observadas como sensor de gás pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias de criar eficientes sensores de gás que podem ter potenciais aplicações tecnológicas.