Influência da temperatura de síntese nas propriedades sensoras de ZnO nanoestruturado

Abstract

Zinc oxide (ZnO) nanostructures were obtained by the microwave-assisted hydrothermal (MAH) method and deposited via screen-printing technique, for gas sensing applications. The products had their structural and morphological properties characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared (FT-IR), Raman, and UV-Vis spectroscopies, Scanning Electron Microscopy with Field Emission Gun (FEG-SEM), High-Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM) and adsorption isotherms (BET) for specific surface area measurements, besides measurements of gas sensing properties. The systems showed typical X-ray diffraction patterns of wurtzite structure, characteristic of ZnO, without impurities. According to FEG-SEM micrographs, the compound presents nanostructures with columnar morphology and a hexagonal basis, in a temperature of 120 °C. This showed specific surface area above 120 m²/g, responsible for the high sensibility (m) to ozone gas (O3). Among the temperatures used to obtain the nanostructures, 120°C consist of the most satisfactory temperature to the synthesis of ZnO, with good sensor properties

Nanoestruturas de óxido de zinco (ZnO) foram obtidos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas (HAM), em diferentes temperaturas, e depositados pela técnica de screen-printing, para aplicação em sensores de gás. Os produtos tiveram suas propriedades estruturais e morfológicas caracterizadas por difração de raios-X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), Espectroscopia Raman, Espectroscopia de absorção UV-Vis, Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campos (FEG-MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HR-MET), Isotermas de Adsorção (BET) para determinação da área de superfície, além de quantificação da propriedade sensora. Os sistemas apresentaram padrões de difração de raios-x típicos da estrutura wurtzita, característica do ZnO, sem presença de impurezas. Segundo as micrografias de FEG-MEV, o composto obtido apresenta nanoestruturas com morfologia colunar, de base hexagonal, em temperatura de 120 °C. Estas apresentaram área de superfície (BET) superior à 120 m²/g, responsável pela elevada sensibilidade (m) ao gás ozônio. Dentre as temperaturas utilizadas para obtenção das nanoestruturas, constata-se que 120°C consiste da temperatura mais satisfatória para a síntese de ZnO, com boa propriedade sensora ao gás ozônio