Estudo das propriedades do molibdato de estrôncio (SrMoO4) dopado com gadolínio e de seu uso como sensor

• Autor(a) principal: Braga, José Luiz Sousa [UNIFESP]
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
• Texto Completo: https://repositorio.unifesp.br/xmlui/handle/11600/63405
• topic: Molibdato de estrôncio; Dopagem; Gadolínio; Sensor; Umidade; Strontium molybdate; Doping; Gadolinium; Sensor; Humidity

Os molibdatos são materiais cerâmicos amplamente estudados na atualidade devido às suas aplicações industriais. A dopagem de materiais cerâmicos com terras raras é aplicada para modificar propriedades estruturais e morfológicas. No presente trabalho foram estudadas as propriedades do molibdato de estrôncio (SrMoO4) obtido por método de coprecipitação dopado com gadolínio assim como seu uso como sensor de umidade. Foi estudada a dopagem com nitrato de gadolínio (Gd(NO3)3.6H2O) durante o processo de coprecipitação e a dopagem via reação em estado sólido. São apresentados também resultados relacionados à caracterização do SrMoO4 obtido por diferentes métodos de síntese, aplicação de tratamentos hidrotermais e variação da temperatura no processo de sinterização. As técnicas de caracterização utilizadas neste trabalho foram: difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Raman, espectrometria por energia dispersiva (EDS), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FT-IR) e espectroscopia óptica nas regiões do ultravioleta e visível (UV-VIS). Foi desenvolvido um sistema eletrônico e sistema de câmaras para viabilizar as medidas de capacitância em função da umidade relativa. Os materiais apresentados no estudo das propriedades sensoras à umidade foram compactados, sinterizados a 1000°C e submetidos às medidas de capacitância em função da umidade relativa, tendo sensores modelos DHT11 e DHT22 como referências. As propriedades estruturais e morfológicas dos materiais foram elucidadas. Foram detectadas estruturas semelhantes a nanobarras de Gd2O3 após o processo de sinterização nas cerâmicas dopadas, assim como formação de Gd(OH)3 nas dopagens via coprecipitação. Houve decréscimo da cristalinidade de todos os materiais após o processo de sinterização. Os valores de banda de energia proibida (band gap ou Egap) dos materiais dopados mostraram-se superiores em relação ao SrMoO4 não dopado. O SrMoO4 não dopado foi o material que apresentou maior fator de sensibilidade (Sf = 99,9), sendo de 10 a 35 vezes maior que os demais fatores de sensibilidade calculados. As dopagens com gadolínio promoveram modificações morfológicas e estruturais nos materiais que contribuíram negativamente à interação entre as moléculas de água com a superfície dos elementos sensores. Tendo os resultados obtidos em vista, temos que o SrMoO4 não dopado com gadolínio é material promissor para uso como sensor de umidade.