Pure and Ni2O3-decorated CeO2 nanoparticles applied as CO gas sensor: Experimental and theoretical insights

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Ciola Amoresi, Rafael Aparecido ; de Oliveira, Regiane Cristina ; Cichetto, Leonelio, Jr. ; Mariela Desimone, Paula ; Manuel Aldao, Celso ; Adolfo Ponce, Miguel ; Gracia, Lourdes ; Sambrano, Julio R. ; Longo, Elson ; Andres, Juan ; Simoes, Alexandre Zirpoli

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CERAMICS INTERNATIONAL; v. 48, n. 10, p. 12-pg., 2022-04-06.

Resumo

In the present work, the structural, morphological and electrical properties of CeO2 nanoparticles with spherical and rod-like morphologies and rods decorated with Ni2O3 were investigated. Morphological, structural and electronic analyses showed a relationship between the shape/size of particles and the respective surface types, number of carriers, density of vacancies and local structural atomic order, in addition to an influence on the electrical properties of the materials. Electrical analyses revealed that the rod-like morphology has a better CO sensor response than the spherical one. In order to complement and rationalize the experimental findings, simulations at the density functional theory (DFT) were carried out to investigate the two possible mechanisms (Langmuir-Hinshelwood and Mars-Van Krevelen) acting on the CO adsorption process and elucidate the behavior of the sensor in heterojunction-type samples. (AU)

• Processo FAPESP: 19/09296-6 - Irradiação por laser femtosegundo em amostras de CeO2 e avanços na abordagem teórica
• Beneficiário: Rafael Aparecido Ciola Amoresi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 17/19143-7 - Uma abordagem teórico-experimental dos mecanismos de condução e defeitos de interface em heteroestruturas sensoras baseados em semicondutores P-N e N-N a partir de matrizes de CeO2
• Beneficiário: Rafael Aparecido Ciola Amoresi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado