Sensores de compostos orgânicos voláteis à base de CoO, Co3O4, VO2 e V2O5 ocos e seus compósitos com ácido grafênico

Resumo

O avanço na ciência e tecnologia de sensores de compostos orgânicos voláteis (VOCs) é importante para o desenvolvimento sustentável de materiais funcionais. O projeto de pesquisa refere-se à avaliação do uso do ácido grafênico (GA) em óxido metálicos (OM) ocos do tipo-n (ex.: VO2 e V2O5) e tipo-p (ex.: CoO e Co3O4) e nos compósitos GA-OM para melhorar a sensibilidade, a seletividade e o tempo de resposta dos sensores. O GA (novo derivado de grafeno) será sintetizado pela reoxidação do óxido de grafeno. Por outro lado, os OMs ocos nano ou microestrurados serão preparados a partir de seus precursores e de modeladores como SiO2, bolhas de oxigênio, surfactantes (ex: dodecil sulfato de sódio e polietilenoglicol), zeólita (ex.: ZIF-67) e também sem surfactantes durante a síntese solvotérmica assistida por micro-ondas. Por fim, os compósitos GA-OM 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. Por outro lado, os principais benefícios das estruturas ocas dos OMs 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%). Dessa forma, se pretende estudar um novo derivado do grafeno em compósitos com OMs ocos pouco explorados na literatura com intuito de obter dispositivos mais sensíveis, seletivos e com menores tempos de resposta. Esta proposta contará com o apoio do auxílio à pesquisa regular financiado pela FAPESP (17/01267-1).