Estudo do efeito da morfologia do ZnO e da formação de heteroestruturas entre o ZnO (tipo n) e o NiO (tipo p) na detecção de gases tóxicos (2023)
- Authors:
- Autor USP: TAGLIAFERRO, JULIA COELHO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SMM
- DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-08022024-160445
- Subjects: SENSOR; GASES VENENOSOS
- Keywords: Heterojunção.; Sensores de gases tóxicos.
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A detecção de diferentes tipos de gases e vapores tóxicos tem se tornado cada vez mais importante para a segurança ambiental e humana. Emissões industriais e automotivas de gases como monóxido de carbono (CO), ozônio (O3), dióxido de nitrogênio (NO2) e amônia (NH3) representam risco mesmo a baixas concentrações e tempos curtos de exposição, portanto, a fim de detectar estes gases de forma rápida e eficiente, é importante o desenvolvimento de sensores que apresentem um rápido tempo de resposta e capacidade de detecção de baixas concentrações destes gases de forma seletiva. Dentre os materiais estudados para esta finalidade, encontram-se os óxidos metálicos semicondutores (SMO), que apresentam baixos tempos de resposta e alta sensibilidade a diferentes gases, além de apresentarem um relativo baixo custo e facilidade de preparação. Entretanto, os SMO apresentam uma baixa seletividade e uma alta temperatura de operação (150-400 °C). Estas propriedades podem ser melhoradas através de mudanças na morfologia, pela dopagem ou pela formação de heterojunções entre dois ou mais diferentes materiais. Dentre os SMO’s, o ZnO tem sido amplamente estudado devido às suas propriedades elétricas e térmicas, baixo custo e facilidade na síntese em diferentes morfologias. Neste trabalho, amostras de ZnO apresentando duas diferentes morfologias foram sintetizadas por meio do método de precipitação controlada, denominadas "agulhas"(AG) e "donuts"(DN). Posteriormente, ambas as amostras foram submetidas a um processo hidrotérmico para a formação do óxido de níquel (NiO) sobre as partículas de ZnO, formando assim uma heteroestrutura. As amostras foram submetidas a caracterização estrutural, morfológica e composicional, e em seguida foram realizados testes de sensibilidade aos gases O3, NO2, CO e NH3 para três diferentes temperaturas. A amostra de morfologia DN apresentou os melhores resultados de resposta em relação à AG paramedidas realizadas com os gases O3 e NO2, enquanto a amostra de morfologia AG apresentou os melhores resultados de resposta em relação à morfologia DN para os gases CO e NH3. A formação de uma heterojunção entre o ZnO e o NiO levou a um aumento da seletividade para a amostra de morfologia DN, sendo esta sensível apenas ao gás NO2. A formação de uma heteroestrutura entre a amostra AG-ZnO e o NiO levou a um aumento da resposta em relação ao gás O3. Ambas as amostras heteroestruturadas não apresentaram sensibilidade aos gases redutores
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 08.12.2023
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
TAGLIAFERRO, Julia Coelho. Estudo do efeito da morfologia do ZnO e da formação de heteroestruturas entre o ZnO (tipo n) e o NiO (tipo p) na detecção de gases tóxicos. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08022024-160445/. Acesso em: 27 dez. 2025. -
APA
Tagliaferro, J. C. (2023). Estudo do efeito da morfologia do ZnO e da formação de heteroestruturas entre o ZnO (tipo n) e o NiO (tipo p) na detecção de gases tóxicos (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08022024-160445/ -
NLM
Tagliaferro JC. Estudo do efeito da morfologia do ZnO e da formação de heteroestruturas entre o ZnO (tipo n) e o NiO (tipo p) na detecção de gases tóxicos [Internet]. 2023 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08022024-160445/ -
Vancouver
Tagliaferro JC. Estudo do efeito da morfologia do ZnO e da formação de heteroestruturas entre o ZnO (tipo n) e o NiO (tipo p) na detecção de gases tóxicos [Internet]. 2023 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08022024-160445/ - Synthesis and characterization of ZnO presenting different morphologies: effects in the detection of toxic gases
- Effects of the formation of 1-D and 3-D ZnO/NiO heterostructure on the selectivity towards toxic gases
- Synthesis and characterization of SnS2 decorated with noble metals for H2 sensing
- Assessing the ozone-sensing capabilities of porous ZnO nanostructures fabricated via microwave-assisted hydrothermal synthesis
- Avaliação dos parâmetros de processamento e do precursor de carbono na obtenção de grafeno induzido por laser (LIG) para aplicação como sensor de gás flexível de NO2
- ZnO presenting different morphologies: effects in the detection of toxic gases
- Influence of morphology and heterostructure formation on the NO2 gas sensing properties of the ZnO-NiO system
- Assessment of ZnO and ZnO-rGO-ZnO sensor's properties for ozone detection
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-08022024-160445 (Fonte: oaDOI API)
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