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Previous issue date: 2017-03-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS) / Given that emissions control has become increasingly more rigorous, monitoring processes that require more precise and diversified information with regard to air pollution and toxic agents is inevitable. In the workplace, there is an increasing need for gas sensors with superior performance. Solid state sensors for gases are based on the fundamental principle that some metal oxide semiconductors such as SnO2 are very reactive on the surface where the analyte is adsorbed, changing the electric resistance of the oxide, which is in and of itself a reversible process, thus enabling the detection of gaseous species. This study presents test results obtained from the synthesis of nanostructured tin oxide by different methods until the production of the solid state sensor to monitor methane gas from coal mines. Zeolites were used to improve the selectivity of the sensor, as well as the validation of alternative flasks to collect gas samples. Regarding the characterization of SnO2, the analysis results of FESEM, TEM and XRD indicated nanometric structures. The gas adsorption tests on zeolite pellets showed that the zeolite 13X has a higher efficiency in adsorption of CO2 compared with other adsorbents, enabling its application as a filter for improving the selectivity of the sensor system. The AV_BR flasks were efficient when compared to commercial flasks for the collection and storage of CO, CO2 and CH4. The sensor was sensitive for CH4 at different concentrations and temperatures evaluated, mainly when doped with Pd (ER3B1 and ER3B2) and with smaller particle sizes (ER1A), as well as 13X pellets zeolite was efficient to make the sensor more selective to CH4 in the presence of CO2. / O controle de emiss?es de gases se torna cada vez mais rigoroso, ent?o um monitoramento de processos e informa??es mais precisas e diversificadas s?o exigidos no que se refere a polui??o do ar e agentes t?xicos. Em ambientes de trabalho, h? a necessidade cada vez maior de sensores de gases com desempenho superior. Os sensores de estado s?lido para gases se baseiam no princ?pio fundamental de que alguns ?xidos met?licos semicondutores, como o SnO2, s?o muito reativos na superf?cie, onde o analito adsorve, mudando a resist?ncia el?trica do ?xido, sendo este um processo revers?vel, possibilitando assim a detec??o de esp?cies gasosas. O presente trabalho apresenta resultados de testes realizados desde a s?ntese do ?xido de estanho nanoestruturado por diferentes m?todos at? a confec??o do sensor de estado s?lido para monitorar g?s metano oriundo de minas de carv?o f?ssil. Ze?litas foram utilizadas para melhorar a seletividade do sensor, assim como a valida??o de frascos alternativos para coleta de amostras de g?s.
Quanto a caracteriza??o do SnO2, os resultados das an?lises de MEV-FEG, MET e DRX indicaram estruturas nanom?tricas. Os ensaios de adsor??o de g?s em pellets de ze?litas apontaram que a ze?lita 13X apresenta uma maior efici?ncia na adsor??o de CO2 quando comparada com outros adsorventes, o que possibilita sua aplica??o como filtro para melhorar a seletividade do sistema sensor. Os frascos FA_BR se mostraram eficientes quando comparados com frascos coletores comerciais, para coleta e estocagem de CO, CO2 e CH4. O sensor se mostrou sens?vel para CH4 nas diferentes concentra??es e temperaturas avaliadas principalmente quando dopado com Pd (ER3B1 e ER3B2) e com menores tamanhos de part?culas (ER1A), assim como a ze?lita 13X em pellets se mostrou eficiente para tornar o sensor mais seletivo ao CH4 na presen?a de CO2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/7354 |
| Date | 24 March 2017 |
| Creators | Abruzzi, Rafael Colombo |
| Contributors | Dedavid, Berenice Anina, Pires, Mar?al Jos? Rodrigues |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PUCRS, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -7432719344215120122, 600, 600, 600, 600, 600, -655770572761439785, 4518971056484826825, 2075167498588264571, -4379409248623720768 |
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