Banca de QUALIFICAÇÃO: ANDRE LUIS LOPES MORIYAMA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: ANDRE LUIS LOPES MORIYAMA
DATA: 14/10/2014
HORA: 14:00
LOCAL: Auditório do PPGEQ
TÍTULO:

“Elaboração de pós de ferrita de cobalto, CoFe₂O₄, nanoestruturados e hierarquisados: influência da morfologia sobre a detecção e oxidação catalítica de gases poluentes”

PALAVRAS-CHAVES:

Ferrita de cobalto, nanomateriais, síntese, morfologia, microscopia eletrônica, catálise, detecção de gases

PÁGINAS: 101
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Química
RESUMO:

Esta tese é parte de pesquisa sobre novos materiais para sensores de gás mais sensíveis, e mais seletivos. A resposta elétrica de um catalisador ou de um material sensível ao gás depende de vários parâmetros, tais como tamanho de grão, as faces cristalográficas expostas, a natureza dos cátions, a presença de deficiências de oxigênio. O objetivo desta tese foi desenvolver e caracterizar um único óxido em diferentes morfologias, a fim de estudar sua influência sobre a resposta elétrica e a atividade catalítica do material. Foi também de hierarquisar estes nanogrãos para obter maior difusividade do gás no material. A escolha do material caiu sobre CoFe₂O₄, pó de desenvolvimento feito pelas formas hidrotérmicas e solvotérmicas. Os pós foram caracterizados por termogravimetria, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão (difração de elétrons, simulações de alta resolução), e espectroscopia de energia dispersiva. As respostas catalíticas e elétricas foram testados em presença dos gases CO e NO₂, este último em diferentes concentrações (1-100 ppm), e a diferentes temperaturas (temperatura ambiente até 350 ° C). Nano-octaedros com tamanho médio de 20 nm foram obtidos por via hidrotérmica. A temperatura, o tempo de reação, a concentração dos reagentes e o pH da mistura de reação foram otimizados para a produção destes octaedros (Publicação na Powder Technology). Brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) atuando como um surfactante melhora a pureza do pó de CoFe₂O₄ através do bloqueio da formação de fases secundárias. O controle da forma dos grãos está principalmente associado com a natureza do agente precipitante e com a presença de íons OH^- no meio de reação. Por via solvotérmico, de acordo com um método desenvolvido no nosso laboratório (tese L.Ajroudi UTLN de 2011), foram preparados os pós esféricos de CoFe₂O₄ e com tamanho de grãos de 8 e 20 nm. As medições de resistência elétrica dos pós em presença de gás mostrou que nanopartículas de CoFe₂O₄ apresentam uma resposta forte a pequenas quantidades de NO₂ (10 ppm a 200 °C). A morfologia influencia significativamente o tempo de resposta e a sensibilidade do material. Sob gás oxidante (NO2), os nanooctatedros tem uma maior sensibilidade do que os grãos esféricos de mesmo tamanho, e apresentam menor tempo de resposta e menor tempo de retorno. Esta maior reatividade é devida à natureza da face cristalográfica {111} exposta nos nanooctaedros. Estes resultados foram confirmados através da modelagem da cinética de resposta e de recuperação do sensor. Durante esta tese, um novo sistema de medições catalíticas foi instalado no âmbito UFRN (LAMNRC), Natal, que se tornou operacional apenas no final de tese. Testes iniciais de atividade catalítica na reação de oxidação do CO entre 100 ° e 350 ° C mostram que o efeito do tamanho é predominante em relação ao efeito da forma no que diz respeito à conversão da reação. A morfologia dos grãos nanométricos influencia a taxa da reação.  Uma maior taxa de reação é obtida em presença de nanooctaedros. A fim de melhorar as propriedades de detecção e catalíticas do material, nós desenvolvemos uma metodologia de hierarquisação de nanogrãos por adsorção dos mesmos sobre a superfície de grãos de carbono, seguido por calcinação da mistura para a remoção das esferas de carbono.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 349801 - CARLSON PEREIRA DE SOUZA
Interno - 350247 - JOAO FERNANDES DE SOUSA
Externo ao Programa - 338292 - JOAO BOSCO LUCENA DE OLIVEIRA
Externo ao Programa - 350830 - JOSE HUMBERTO DE ARAUJO