Nanotubos de carbono decorados com óxido de ferro aplicados a sensores de gás

• Autor(a) principal: Cardoso, Eliton Ricardo
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3898
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Detectores; Hidrogênio; Nanotubos; Compostos de ferro; Detectors; Hydrogen; Nanotubes; Iron compounds; Materiais

O estudo de sensores do gás hidrogênio (H2) surge da necessidade de monitorar-se tal gás de ampla utilização nas indústrias e processos de monitoramento ambiental. Assim, sensores de H2 são necessários pois este gás tem baixo peso molecular, pode causar explosões por ser inodoro, incolor e insípido. Deste modo, neste trabalho é apresentado um estudo sobre dispositivos baseados em sensores de gás fabricados a partir de nanotubos de carbono (CNT) funcionalizados com óxido de ferro e também CNTs modificados via tratamento térmico e ataque químico. Assim, foi desenvolvido um sistema de caracterização de sensores de gás, com o objetivo de estudar o processo de adsorção e morfologia destes materiais, sendo o CNT, CNT tratado termicamente e quimicamente, o óxido de ferro e materiais funcionalizados, isto é, CNT decorado com óxido de ferro nas seguintes proporções, 4000:1, 2000:1 e 1000:1 respectivamente. Para a caracterização estrutural e morfológica, foram realizadas análises por Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Infravermelho e Perfilometria dos materiais utilizados na camada ativa do sensor. Todos os materiais foram depositados sobre eletrodos interdigitados utilizando a técnica de spray e as propriedades elétricas foram analisadas na presença do gás estudado. O material que apresentou a maior resposta ao gás (R = 115,0%), foi a amostra na menor proporção de ferro 4000:1 CNT/Fe(NO3)39H2O. O menor tempo de resposta médio, foi observado no CNT tratado quimicamente (52,3 segundos) e o menor tempo de recuperação médio (145,6 segundos) na amostra com proporção intermediaria 2000:1 CNT/Fe(NO3)39H2O. Dessa forma verificou-se que a amostra que exibiu o melhor desempenho foi aquela com menor proporção de óxido de ferro, sendo a melhor composição da mistura CNT/óxido de ferro para o monitoramento do H2 em meio ao ar. A temperatura de avaliação das medidas de resposta do sensor foi a 160ºC.