http://repositorio.unb.br/handle/10482/57075| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| RosangelaMaiaFeitosa_DISSERT.pdf | 7,45 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| Título: | Sensores para VOCs à base de nanotubos de carbono funcionalizados com terras raras : cério e praseodímio |
| Autor(es): | Feitosa, Rosângela Maia |
| Orientador(es): | Silva, Mauro Francisco Pinheiro da |
| Coorientador(es): | Silva, Wellington Marcos da |
| Assunto: | Carbono Sensores de gás Compostos orgânicos Óxido de cério Óxido de praseodímio |
| Data de publicação: | 1-Out-2026 |
| Data de defesa: | 17-Abr-2026 |
| Referência: | FEITOSA, Rosângela Maia. Sensores para VOCs à base de nanotubos de carbono funcionalizados com terras raras: cério e praseodímio. 2026. 132 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências de Materiais) — Universidade de Brasília, Brasília, 2026. |
| Resumo: | Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar nanotubos de carbono modificados com óxidos de cério e praseodímio em diferentes proporções, bem como avaliar seu desempenho como materiais sensores para detecção de compostos orgânicos voláteis (VOCs). Os materiais foram obtidos por meio de processos de oxidação química e incorporação de íons metálicos nos grupos funcionais criados pela oxidação na superfície dos nanotubos. A caracterização estrutural, química e morfológica foi realizada utilizando as técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia de fotoelétrons por raios X (XPS), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados indicaram que oxidação dos nanotubos promoveu alterações estruturais associadas à introdução de defeitos, grupos funcionais oxigenados e espécies de óxidos metálicos na superfície do material. O desempenho sensorial dos materiais foi avaliado frente aos compostos orgânicos voláteis acetona, etanol e metanol. Os sensores apresentaram resposta detectável na faixa de concentração entre 10 a 50 ppm, apresentando comportamento aproximadamente linear entre a resposta do sensor e a concentração do analito nesse intervalo. A análise de componentes principais (PCA) demonstrou a capacidade do conjunto de sensores em discriminar os diferentes compostos orgânicos voláteis (VOCs) avaliados. Os resultados sugerem que a resposta sensorial está associada à atuação conjunta de defeitos estruturais, vacâncias de oxigênio e interfaces entre os nanotubos de carbono e os óxidos de cério e praseodímio. |
| Abstract: | The detection of volatile organic compounds (VOCs) has attracted considerable interest due to its applications in environmental monitoring and sensing devices. In this context, this work aimed to synthesize and characterize carbon nanotubes modified with cerium and praseodymium oxides at different proportions, as well as to evaluate their performance as sensing materials for VOC detection. The materials were obtained through chemical oxidation processes followed by the incorporation of metallic ions into the functional groups created on the surface of the MWCNTs. Structural, chemical, and morphological characterization was carried out using X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogra vimetric analysis (TG), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and transmission electron microscopy (TEM). The results indicated that the oxidation of the nanotubes promoted structural changes associated with the introduction of defects, oxygenated functional groups, and metallic oxide species on the material surface. The sensors exhibited detectable responses to acetone, ethanol, and methanol in the concentration range between 10 and 50 ppm, showing approximately linear behavior between electrical response and analyte concentration. Among the evaluated materials, the CNTCePr30 sensor presented the highest sensitivity for acetone (slope = 0.239), while the CNTOx sensor showed the highest sensitivity for ethanol (slope = 0.813). Principal component analysis (PCA) indicated partial discrimination capability among the evaluated VOCs, with better separation observed for ethanol in comparison to acetone and methanol.The obtained results suggest that the sensing response is associated with the combined effect of structural defects, oxygen vacancies, and interfaces between carbon nanotubes and cerium/praseodymium oxides, highlighting the potential of these materials for gas sensor applications. |
| Unidade Acadêmica: | Faculdade UnB Planaltina (FUP) |
| Informações adicionais: | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2026. |
| Programa de pós-graduação: | Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais |
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| Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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