Sintesi e caratterizzazione di sfere geopolimeriche

Le specie chimiche presenti nei corsi d’acqua stanno diventando oggetto di forte preoccupazione per il mondo scientifico perché il loro impatto dannoso sta avendo effetti sul benessere umano, sulla vegetazione e sugli animali. La gamma di specie chimiche presenti nelle fonti idriche sta aumentando in modo esponenziale a causa dell’industrializzazione e dell’urbanizzazione. Poiché un forte contributo è dato dai coloranti, in letteratura è presente un elevato numero di metodologie per la loro rimozione dall’acqua, come lo scambio ionico, la precipitazione chimica, la filtrazione su membrana, tecniche di trattamento elettrochimico e tecniche di trattamento termico. Tra queste, l’adsorbimento generato dallo scambio ionico risulta tra le più efficienti ed economiche. In questo lavoro di tesi si è deciso di sperimentare per l’adsorbimento di coloranti dei composti geopolimerici, in quanto la loro produzione è economica e a basso impatto ambientale. La struttura polimerica che si viene a creare necessita di un contro-catione per bilanciare la carica negativa sull’Al(III), rendendo di fatto i geopolimeri degli scambiatori ionici. Per ottimizzare le proprietà e permettere l’utilizzo in ambito industriale, si è deciso di sintetizzare l’adsorbente geopolimerico in forma di sfere (diametro 2-3 mm). Per ottenere la forma desiderata sono state intraprese ed ottimizzate tre metodologie differenti: la sferificazione mediante ice-templating, mediante consolidamento in PEG e utilizzando la gelazione ionotropica. I prodotti ottenuti sono stati poi sottoposti a caratterizzazione chimico-fisica e morfologica. Successivamente, si è proceduto alla caratterizzazione meccanica e infine a quella funzionale mediante assorbimento di blu di metilene, MB, usato come molecola modello. Poiché i materiali geopolimerici sono facilmente funzionalizzabili tramite l’aggiunta di cariche, sono state indagate le proprietà fotodegradative delle sfere ottenute da impasti compositi con TiO2-anatasio.