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Síntese de nanoestruturas de WO3: caracterização e investigação das propriedades sensoras

Borges, Janaina Lima

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos 2021-02-03

Acesso online

  • Título:
    Síntese de nanoestruturas de WO3: caracterização e investigação das propriedades sensoras
  • Autor: Borges, Janaina Lima
  • Orientador: Bernardi, Maria Ines Basso; Silva, Luis Fernando da
  • Assuntos: Método Dos Precursores Poliméricos; Método Hidrotermal Assistido Por Micro-Ondas; Sensor De Gases; Trióxido De Tungstênio; Gas Sensor; Microwave-Assisted Hydrothermal Method; Polymeric Precursor Method; Tungsten Trioxide
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: O composto trióxido de tungstênio (WO3) tem sido estudado devido suas excelentes propriedades multifuncionais, sendo aplicado em dispositivos e óticos, (foto)catalisadores, sensores resistivos de gás, entre outros. Na última década, os pesquisadores têm realizado esforços para o desenvolvimento racional de nanoestruturas de WO3 exibindo propriedades superiores. Este trabalho reporta a preparação de filmes finos e espessos do composto puro de WO3, pela técnica de spin-coating, visando sua aplicação como sensor resistivo de gás. As amostras foram preparadas por pelo método dos precursores polimérico (MPP), e método hidrotermal assistido por micro-ondas (MHAM). As propriedades estruturais e morfológicas das amostras de WO3 foram investigadas pelas técnicas de análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, medidas de área superficial BET, espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis) e microscopia eletrônica de varredura (FE-MEV). Medidas de DRX e de espectroscopia Raman indicaram a formação de fase única cristalina de WO3 com simetria monoclínica P21/n. Imagens obtidas por FE-MEV revelaram que os diferentes métodos de síntese (MPP e MHAM) produziram diferentes partículas de WO3 exibindo distintas morfologias, esferas não-homogêneas (MPP) e cuboides (MHAM). Adicionalmente, verificamos que a temperatura de tratamento, para as amostras MPP, e o tempo de tratamento, para as amostras MHAM, afetaram somente o tamanho das partículas de WO3. No que tange os experimentos de detecção de gás, todas as amostras preparadas neste trabalho foram sensíveis aos gases ozônio (O3) e hidrogênio (H2), para uma temperatura de trabalho entre 250°C e 300°C. Os resultados obtidos mostraram que a amostra de WO3 obtida pelo método MHAM, isto é, MHAM20, exibiu a melhor resposta sensora ao gás, detectando níveis de O3 a partir de 50 ppb, além de exibir total recuperação a cada ciclo de exposição. Estes resultados revelaram o potencial do composto WO3 nanoestruturado para aplicações práticas como sensor de gás O3.
  • DOI: 10.11606/D.18.2021.tde-23082022-162615
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2021-02-03
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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