Sensor de gases à base de céria modificada com Nd preparado por hidrotermal assistido por microondas para detecção de monóxido de carbono

• Autor(a) principal: VAZ, Isabela Cristina Fernandes
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3175
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA; Sensor de gás; Óxido de cério; Neodímio; Hidrotermal assistido por micro-ondas

O gás monóxido de carbono (CO) é um dos principais poluentes atmosféricos emitidos diretamente das atividades humanas. Esse gás é particularmente perigoso por ser imperceptível e não possuir sintomas específicos: as vítimas adoecem ou até mesmo morrem antes que possam perceber que foram expostas a ele. Podendo ser detectado apenas usando um dispositivo sensor. O óxido de cério possui várias aplicações devido a sua alta condutividade de íons oxigênio e uma delas é como sensores de CO que usam filmes e catalisadores de óxido de cério. Neste trabalho, sintetizou-se pós cerâmicos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas, obtendo nanopartículas de óxido de cério puro e dopado com diferentes porcentagens molares de neodímio (0; 4; 8 e 12 % mol). Os padrões de DRX, os espectros Raman e FT-IR indicam a formação de soluções sólidas cristalinas com estrutura cúbica do tipo fluorita, pertencentes ao grupo espacial Fm3m. As imagens de microscopia indicaram que o dopante diminui o tamanho das partículas estando altamente aglomeradas e com particulado primário na escala nanométrica. Os espectros de UV-Vis indicaram a existência de íons Ce3+ e Nd4+, gerando vacâncias de oxigênio que reduzem o bandgap. Estudos de espectroscopia de aniquilação de pósitrons também foram conduzidos, os quais evidenciaram que conforme o conteúdo de Nd aumenta, ocorre um distúrbio estrutural causado por um aumento nas vacâncias de oxigênio circundadas por Nd (aglomerados defeituosos). Por último, foram realizados medidas sensoras para as nanopartículas de óxido de cério, onde se observa que as amostras analisadas possuem um rápido tempo de resposta e recuperação a 400 °C e uma boa seletividade ao CO, revelando que o método de síntese foi eficiente na obtenção de amostras que apresentam um grande potencial para serem aplicadas como sensores de monóxido de carbono.