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Compósitos de ácido grafênico-óxidos metálicos ocos para sensor de gás

Processo: 17/01267-1
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2017 - 30 de abril de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Diogo Paschoalini Volanti
Beneficiário:Diogo Paschoalini Volanti
Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
Assunto(s):Compostos orgânicos voláteis  Materiais funcionais  Óxidos metálicos  Sensores de gases 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Ácido grafênico | Compostos Orgânicos Voláteis | Estruturas ocas | óxidos metálicos | Sensores de gás | Materiais Funcionais

Resumo

A inovação na ciência e tecnologia de sensores de gás é de grande importância para o desenvolvimento sustentável de novos materiais com melhores desempenho. O projeto de pesquisa refere-se à avaliação do uso do ácido grafênico (GA) em óxido metálicos semicondutores (OMSs) ocos do tipo-n (ex.: SnO2, CeO2, WO3) e tipo-p (ex.: CuO, Co3O4, Cr2O3) nos compósitos GA-OMS para melhorar a sensibilidade, a seletividade e o tempo de resposta de sensores de gás, principalmente, de compostos orgânicos voláteis (VOCs). O GA é um novo derivado de grafeno com uma quantidade quase estequiométrica de grupos funcionais de ácido carboxílico e será sintetizado pela reoxidação do óxido de grafeno. Os OMSs ocos nano ou microestrurados serão preparados a partir de moldes duros como SiO2, moldes moles (nano ou microemulsões), maturação de Ostwald durante síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas ou por efeito Kirkendall durante aquecimento em ar. Já os compósitos GA-OMS serão preparados por spray ultrassônico. Espera-se que o GA aumente a área superficial dos compósitos e contribua na adsorção seletiva de gases pela atuação dos seus grupos carboxílicos (via ligações de hidrogênio). Por outro lado, os principais benefícios das estruturas ocas dos OMSs seriam a melhor difusividade dos gases em suas camadas internas e externas e também o aumento do número de poros nas cascas dos óxidos. A quantidade de sítios ativos para adsorção do oxigênio e das moléculas do gás analito também é ampliada nas estruturas ocas. As respostas sensoras serão avaliadas na presença de diferentes concentrações (nas faixas de ppm e ppb) de VOCs (ex.: acetona, acetaldeído, etanol, metanol, benzeno, xileno e tolueno) e em alta umidade relativa (ex.: até 98%). A proposta é original pois se pretende estudar um novo derivado do grafeno em compósitos com OMSs ocos com intuito de obter dispositivos mais sensíveis, seletivos e com menores tempos de resposta comparados com os já descritos na literatura. Cabe ressaltar que o GA ainda não foi aplicado como sensor de gás. Aliado ao impacto científico, busca-se o incremento na formação de recursos humanos em nível de graduação e pós-graduação. (AU)

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Publicações científicas (19)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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GOTTARDO, BIANCA; LEMES, THIAGO H.; BYZYNSKI, GABRIELA; PAZIANI, MARIO H.; VON-ZESKA-KRESS, MARCIA R.; DE ALMEIDA, MARGARETE T. G.; VOLANTI, DIOGO P.. One-Pot Synthesis and Antifungal Activity of Nontoxic Silver-Loaded Hydroxyapatite Nanocomposites against Candida Species. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 2, n. 4, p. 2112-2120, . (17/01267-1, 15/04511-5)
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BYZYNSKI, GABRIELA; PEREIRA, ANDREZA PRADO; VOLANTI, DIOGO P.; RIBEIRO, CAUE; LONGO, ELSON. High-performance ultraviolet-visible driven ZnO morphologies photocatalyst obtained by microwave-assisted hydrothermal method. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, v. 353, p. 358-367, . (17/01267-1, 15/04511-5, 14/17343-0)
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OLIVEIRA, TAIS N. T.; ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; AZEVEDO, GUSTAVO M.; VOLANTI, DIOGO P.. ZnO twin-rods decorated with Pt nanoparticles for butanone detection. NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, v. 44, n. 36, p. 10-pg., . (19/12345-9, 18/00033-0, 16/25267-8, 16/22219-2, 17/01267-1, 18/01258-5, 13/23886-4)

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CÂMARA PARA MEDIÇÃO DE SENSOR DE GÁS FABRICADA POR IMPRESSÃO 3D BR102019023340-0 - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp) . TARCÍSIO MICHELI PERFECTO / Diogo Paschoalini Volanti - 06 de novembro de 2019

MÉTODO HIDROMETALÚRGICO PARA RECUPERAÇÃO DE COBRE DE LIXO ELETRÔNICO BR102019023352-4 - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp) . Diogo Paschoalini Volanti / BRUNA SOARES DE SÁ / TARCÍSIO MICHELI PERFECTO / CECILIA DE ALMEIDA ZITO - 06 de novembro de 2019