| DISSERTAÇÃO DE MESTRADO |
Título Original (PT): |
CARACTERIZAÇÃO DE NANOESTRUTURAS DE ÓXIDO DE ESTANHO COMO SENSORES DE GÁS |
Autor: |
SUMAN, PEDRO HENRIQUE |
Email: |
phsuman@yahoo.com.br |
Instituição: |
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO (UNESP) - BRASIL |
Unidade: |
INSTITUTO DE QUÍMICA (IQ) - ARARAQUARA - SP |
Local de Publicação: |
BAURU/ARARAQUARA |
Data de Publicação: |
2012 |
Área: |
MULTIDISCIPLINAR |
Área de Concentração: |
MATERIAIS |
Titulação: |
MESTRE(A) EM MATERIAIS |
Orientador: |
Dr. ORLANDI, MARCELO ORNAGHI |
Banca Examinadora: |
♠ Drª. ZANETTI, SONIA MARIA
♠ Dr. ORLANDI, MARCELO ORNAGHI
♠ Drª. ZAGHETE BERTOCHI, MARIA APARECIDA
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Data de Defesa: |
27/03/2012 |
Palavras-Chave (PT): |
♠ MATERIAIS
♠ NANOTECNOLOGIA
♠ SENSORES DE GÁS
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Resumo Original (PT): |
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NOS ÚLTIMOS ANOS, O INTERESSE PELOS MATERIAIS NANOESTRUTURADOS VEM PERMITINDO
QUE ESTA SEJA UMA DAS ÁREAS DE MAIOR EVOLUÇÃO CIENTÍFICA. O ESTUDO DAS
PROPRIEDADES DESTES MATERIAIS CAMINHA EM PASSOS LARGOS E OS RESULTADOS INDICAM
QUE EXISTEM MUITAS VANTAGENS EM SE UTILIZAR MATERIAIS EM ESCALA REDUZIDA. NESTE
TRABALHO, NANOESTRUTURAS DE ÓXIDO DE ESTANHO FORAM SINTETIZADAS PELO MÉTODO DE
REDUÇÃO CARBOTÉRMICA A FIM DE VERIFICAR O COMPORTAMENTO DESSES MATERIAIS COMO
SENSORES DE GÁS. OS MATERIAIS COLETADOS APÓS AS SÍNTESES FORAM CARACTERIZADOS POR
DIFRAÇÃO DE RAIOS X (DRX), MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA DE ALTA RESOLUÇÃO
(MEV-FEG), MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE TRANSMISSÃO (MET), ANÁLISE DE ÁREA DE
SUPERFÍCIE ESPECÍFICA (BET), ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO NA REGIÃO DO ULTRAVIOLETA E
DO VISÍVEL (UV-VIS) E MEDIDAS ELÉTRICAS EM CORRENTE CONTÍNUA. OS RESULTADOS
MOSTRARAM QUE O CONTROLE DA ATMOSFERA DE SÍNTESE PERMITE OBTER NANOESTRUTURAS DE
ÓXIDO DE ESTANHO COM DIFERENTES ESTADOS DE OXIDAÇÃO (SNO, SNO2 E SN3O4). PELAS
ANÁLISES POR MEV-FEG FOI POSSÍVEL OBSERVAR QUE O MATERIAL CRESCIDO NA FASE SNO É
CONSTITUÍDO POR NANOFITAS E DISCOS ENQUANTO OS MATERIAIS CRESCIDOS NAS FASES SNO2 E
SN3O4 SÃO CONSTITUÍDOS UNICAMENTE POR NANOFITAS. AS ANÁLISES POR MET MOSTRARAM
QUE OS MATERIAIS SINTETIZADOS SÃO MONOCRISTALINOS E NÃO APRESENTAM DEFEITOS
SUPERFICIAIS APARENTES. A PARTIR DOS RESULTADOS DAS ANÁLISES POR BET, VERIFICOU-SE QUE
OS MATERIAIS TÊM BAIXA ÁREA SUPERFICIAL DEVIDO À AUSÊNCIA DE POROS NA SUPERFÍCIE DAS
NANOESTRUTURAS. POR MEIO DOS ESPECTROS DE UV-VIS FOI OBSERVADO QUE OS MATERIAIS
CRESCIDOS EM DIFERENTES FASES APRESENTAM VALORES DISTINTOS DE BANDGAP. A
CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA DOS MATERIAIS PERMITIU ANALISAR O COMPORTAMENTO DAS
NANOESTRUTURAS COMO SENSOR DE NO2, H2 E CO E OS RESULTADOS MOSTRARAM QUE TODOS
OS MATERIAIS APRESENTAM COMPORTAMENTO DE SEMICONDUTOR DO TIPO N E UMA
SENSIBILIDADE E TEMPO DE RESPOSTA DEPENDENTES DA CONCENTRAÇÃO DE GÁS E DA
TEMPERATURA DE TRABALHO. MELHORES RESPOSTAS FORAM ALCANÇADAS QUANDO AS
NANOESTRUTURAS (ESPECIALMENTE OS DISCOS DE SNO) FORAM EXPOSTAS A NO2 EM
TEMPERATURAS PRÓXIMAS A 200 °C. POR FIM, MODELOS DE INTERAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS
DE GÁS E A SUPERFÍCIE DAS NANOESTRUTURAS FORAM PROPOSTOS A FIM DE ELUCIDAR O
MECANISMO RESPONSÁVEL PELA RESPOSTA DOS MATERIAIS COMO SENSORES DE GÁS. |
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Título (EN): |
NÃO CONSTA |
Palavras-Chave (EN): |
♠ GAS SENSORS
♠ MATERIALS
♠ NANOTECHNOLOGY
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Resumo Original (EN): |
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IN RECENT YEARS THE INTEREST IN NANOSTRUCTURED MATERIALS HAS PERMITTED IT TO BE AN
AREA OF GREAT SCIENTIFIC DEVELOPMENTS. THE STUDY OF PROPERTIES OF THESE MATERIALS
MOVING IN LEAPS AND BOUNDS AND RESULTS SHOW THAT THERE ARE MANY ADVANTAGES IN
USING SMALL-SCALE MATERIALS. IN THIS STUDY WERE SYNTHESIZED TIN OXIDE NANOSTRUCTURES
BY CARBOTHERMAL REDUCTION METHOD TO VERIFY THE BEHAVIOR OF THESE MATERIALS AS A GAS
SENSOR. THE MATERIALS COLLECTED AFTER THE SYNTHESIS WERE CHARACTERIZED BY X-RAY
DIFFRACTION (XRD), HIGH RESOLUTION SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (FEG-SEM),
TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY (TEM), ANALYSIS OF SPECIFIC SURFACE AREA (BET),
ULTRAVIOLET AND VISIBLE ABSORPTION SPECTROSCOPY (UV-VIS) AND DC ELECTRICAL
MEASUREMENTS. THE RESULTS SHOWED THAT BY CONTROL SYNTHESIS ATMOSPHERE IT IS
POSSIBLE TO OBTAIN TIN OXIDE NANOMATERIALS WITH DIFFERENT OXIDATION STATES (SNO, SNO2
AND SN3O4). BY FEG-SEM ANALYSIS IT WAS OBSERVED THAT THE MATERIAL GROWN ON SNO
PHASE CONSISTS OF NANORIBBONS AND DISKS WHILE THE GROWN MATERIALS IN SNO2 AND
SN3O4 PHASES CONSIST SOLELY OF NANORIBBONS. THE TEM ANALYSIS SHOWED THAT THE
MATERIALS SYNTHESIZED ARE MONOCRYSTALLINE AND SHOW NO APPARENT SURFACE DEFECTS.
FROM THE RESULTS OF ANALYZES BY BET, IT WAS FOUND THAT THE MATERIALS EXHIBIT LOW
VALUES OF SURFACE AREA DUE TO ABSENCE OF POROUS ON THE SURFACE OF NANOSTRUCTURES.
THROUGH UV-VIS SPECTRA WAS OBSERVED THAT THE MATERIALS GROWN IN DIFFERENT PHASES
HAVE DIFFERENT VALUES OF BANDGAP. THE ELECTRICAL CHARACTERIZATION OF MATERIALS ENABLED
TO ANALYZE THE BEHAVIOR OF THE NANOSTRUCTURES AS NO2, H2 AND CO SENSORS AND THE
RESULTS SHOWED THAT ALL MATERIALS EXHIBIT N-TYPE SEMICONDUCTOR BEHAVIOR AND A
SENSITIVITY AND RESPONSE TIME DEPENDENT ON THE CONCENTRATION OF GAS AND
TEMPERATURE. THE BEST RESULTS WERE ACHIEVED WHEN THE NANOSTRUCTURES (ESPECIALLY
SNO DISKS) WERE EXPOSED TO NO2 AT TEMPERATURES AROUND 200 °C. FINALLY, MODELS OF
INTERACTION BETWEEN GAS MOLECULES AND THE SURFACE OF THE NANOSTRUCTURES WERE
PROPOSED TO ELUCIDATE THE MECHANISM RESPONSIBLE FOR THE RESPONSE OF MATERIALS AS
GAS SENSORS. |
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Arquivo: |
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Criado: |
20/04/2012 ÀS 10:56:56 |
Atualizado: |
20/04/2012 ÀS 10:56:56 |
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