Sinergia entre Pd-SnO2 ou óxido de grafeno reduzido-SnO2 para detecção de compostos orgânicos voláteis na presença de umidade - Zito, Cecilia de Almeida [UNESP] (2017)
No presente trabalho avaliou-se o efeito do óxido de grafeno reduzido (RGO) e paládio (Pd) no dióxido de estanho (SnO2) para detecção de compostos orgânicos voláteis (VOCs) na presença de umidade, similar às condições ambientais e da respiração humana. Dessa forma, dois conjuntos de amostra diferentes foram preparadas pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas em tempos curtos de síntese, sendo o primeiro constituído pelo SnO2 com morfologia de flores e heteroestrutura Pd-SnO2, e o segundo consistindo em nanopartículas (NPs) ocas de SnO2 e nanocompósito RGO-SnO2. Os materiais sintetizados foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), espectroscopia Raman, análise de área superficial específica (BET), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TG) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Dessa forma, para a heteroestrutura Pd-SnO2, a dispersão de NPs de Pd metálico se deu de forma homogênea na superfície do SnO2. No caso do nanocompósito RGO-SnO2, as NPs ocas de SnO2 se formaram na superfície das folhas de RGO, garantindo a interconectividade entre os dois materiais. As propriedades como sensor de VOCs dos materiais foram estudadas – avaliando parâmetros de seletividade e sensibilidade – em atmosfera seca e com umidade relativa entre 24 e 98%. Comparando as estruturas de flores de SnO2 e heteroestrutura Pd-SnO2, foi possível verificar o efeito positivo das NPs de Pd no desempenho sensor, reduzindo a temperatura ótima de operação da heteroestrutura em comparação à amostra pura e mitigando o efeito negativo causado pela presença de umidade. No caso das NPs ocas de SnO2 e nanocompósito RGO-SnO2, o sinal de sensor do RGO-SnO2 se apresentou superior ao das NPs de SnO2 puras em atmosfera seca e úmida, bem como exibiu menor redução do sinal em condições úmidas devido à presença de RGO. Em suma, os materiais estudados foram preparados de maneira rápida e apresentam potencial para o desenvolvimento de novos sensores.