dc.creator |
VAZ, Isabela Cristina Fernandes |
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dc.date.issued |
2021-12-17 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3175 |
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dc.description.abstract |
Carbon monoxide gas (CO) is one of the main air pollutants emitted directly from human
activities. This gas is particularly dangerous because it is imperceptible and has no specific
symptoms: victims fall ill or even die before they realize they have been exposed to it. It
can only be detected using a sensing device. Cerium oxide has several applications due to
its high conductivity of oxygen ions and one of them is as CO sensors that use cerium
oxide films and catalysts. In this work, ceramic powders were synthesized by the
microwave-assisted hydrothermal method, obtaining pure cerium oxide nanoparticles
doped with different molar percentages of neodymium (0; 4; 8 and 12 mol %). XRD
patterns, Raman and FT-IR spectra indicate the formation of crystalline solid solutions
with a fluorite-like cubic structure, belonging to the Fm3m space group. The microscopy
images indicated that the dopant decreases the size of the particles being highly
agglomerated and with primary particulate in the nanometric scale. The UV-Vis spectra
indicated the existence of Ce3+ and Nd4+ ions, generating oxygen vacancies that reduce the
bandgap. Positron annihilation spectroscopy studies were also conducted, which showed
that as the Nd content increases, there is a structural disturbance caused by an increase in
the oxygen vacancies surrounded by Nd (defective clusters). Finally, sensing
measurements were carried out for the cerium oxide nanoparticles, where it is observed
that the analyzed samples have a fast response and recovery time at 400 °C and a good
selectivity to CO, revealing that the synthesis method was efficient in the obtaining
samples that have great potential to be applied as carbon monoxide sensors. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Sensor de gás |
pt_BR |
dc.subject |
Óxido de cério |
pt_BR |
dc.subject |
Neodímio |
pt_BR |
dc.subject |
Hidrotermal assistido por micro-ondas |
pt_BR |
dc.title |
Sensor de gases à base de céria modificada com Nd preparado por hidrotermal assistido por microondas para detecção de monóxido de carbono |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2022-03-10 |
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dc.date.available |
2022-03-10T17:23:31Z |
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dc.date.accessioned |
2022-03-10T17:23:31Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/0317653706770363 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
MOURA FILHO, Francisco |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9330470036613511 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
O gás monóxido de carbono (CO) é um dos principais poluentes atmosféricos emitidos
diretamente das atividades humanas. Esse gás é particularmente perigoso por ser
imperceptível e não possuir sintomas específicos: as vítimas adoecem ou até mesmo
morrem antes que possam perceber que foram expostas a ele. Podendo ser detectado
apenas usando um dispositivo sensor. O óxido de cério possui várias aplicações devido a
sua alta condutividade de íons oxigênio e uma delas é como sensores de CO que usam
filmes e catalisadores de óxido de cério. Neste trabalho, sintetizou-se pós cerâmicos pelo
método hidrotermal assistido por micro-ondas, obtendo nanopartículas de óxido de cério
puro e dopado com diferentes porcentagens molares de neodímio (0; 4; 8 e 12 % mol). Os
padrões de DRX, os espectros Raman e FT-IR indicam a formação de soluções sólidas
cristalinas com estrutura cúbica do tipo fluorita, pertencentes ao grupo espacial Fm3m. As
imagens de microscopia indicaram que o dopante diminui o tamanho das partículas estando
altamente aglomeradas e com particulado primário na escala nanométrica. Os espectros de
UV-Vis indicaram a existência de íons Ce3+ e Nd4+, gerando vacâncias de oxigênio que
reduzem o bandgap. Estudos de espectroscopia de aniquilação de pósitrons também foram
conduzidos, os quais evidenciaram que conforme o conteúdo de Nd aumenta, ocorre um
distúrbio estrutural causado por um aumento nas vacâncias de oxigênio circundadas por Nd
(aglomerados defeituosos). Por último, foram realizados medidas sensoras para as
nanopartículas de óxido de cério, onde se observa que as amostras analisadas possuem um
rápido tempo de resposta e recuperação a 400 °C e uma boa seletividade ao CO, revelando
que o método de síntese foi eficiente na obtenção de amostras que apresentam um grande
potencial para serem aplicadas como sensores de monóxido de carbono. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IFQ - Instituto de Física e Química |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para Engenharia |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
VAZ, Isabela Cristina Fernandes. Sensor de gases à base de céria modificada com Nd preparado por hidrotermal assistido por microondas para detecção de monóxido de carbono. 2021. 119 f. Tese (Doutorado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021. |
pt_BR |