Síntese e caracterização de óxido de cério puro e dopado com manganês para aplicação em sensores de gases

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: AMARAL, Daniel Coelho do
• Orientador(a): MOURA FILHO, Francisco
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Engenharia de Materiais
• Departamento: IFQ - Instituto de Física e Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Óxido de cério; Aglomerados defeituosos; Nanopartículas; Sensores de gás; Monóxido de carbono
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3870

Neste estudo, foram realizadas sínteses de nanopartículas de óxido de cério (CeO2) com diferentes concentrações de manganês, utilizando a técnica de síntese hidrotermal assistida por micro-ondas. A fim de obter diferentes composições, as nanopartículas foram modificadas seguindo as fórmulas estequiométricas: Ce1-(3/4x)MnxO2, onde x variou nos valores de 0,0; 4,0; 8,0; 12,0 em mol. O sistema foi então submetido a um tratamento térmico a 100 °C por 8 minutos em um forno micro-ondas convencional, com uma taxa de aquecimento constante de 10 ºC/min. Os pós resultantes foram submetidos a diversas técnicas de caracterização para avaliar suas propriedades. Essas técnicas incluíram difração de raios X (DRX), espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia de absorção na região do Ultravioleta e Visível (UV-Vis), espectroscopia de fotoelétrons na região de raio X (XPS), ressonância paramagnética eletrônica (EPR), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), Espectroscopia temporal de aniquilação de pósitrons (PALS), termogravimetria (TG), análise térmica diferencial (DTA), além de caracterização elétrica. Tanto o sistema CeO2 puro quanto o dopado com manganês demonstraram alta estabilidade, apresentando padrões de difração semelhantes. A partir das análises realizadas, foi possível estabelecer os tempos de resposta dos sensores quando expostos ao CO, onde observou-se uma melhora significativa para o sistema dopado com diferentes concentrações de Mn, em comparação com o sistema puro. A modificação com maior teor de Mn (12%) não apresentou mudanças significativas em termos de resposta do sensor em relação a com menor teor de Mn (4%), indicando que a menor dopagens 4% de Mn tona-se promissora para aplicação de sensores para a detecção de monóxido de carbono.