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Studio cinetico della trasformazione anatasio - rutilo in polveri di TiO2 nanocristallina drogata con terre rare

Il diossido di titanio rappresenta un sistema piuttosto noto viste le sue numerose applicazioni nel campo tecnologico e ottico, ma di attuale interesse per le sue proprietà fotocatalitiche applicabili al campo ambientale. Delle tre forme polimorfiche del TiO2 (anatasio, brookite e rutilo) sembra che la forma da preferire per la fotocatalisi sia l’anatasio, perciò si sono volute ottenere le polveri in questa forma tramite vari tipi di sintesi (sol-gel, sol-gel combustion e solvotermale). Tramite la caratterizzazione delle polveri con diffrazione RX e trattamenti termici si sono ottenute le temperature di trasformazione di fase da quella anatasio, termodinamicamente instabile, a quella rutilo. Si è riscontrato che le polveri preparate con i vari metodi sono nanocristalline e che la temperatura di trasformazione di fase varia a seconda del tipo di sintesi, da circa 650°C per il metodo sol-gel a circa 1200°C per il metodo solvotermale un metodo che ha il vantaggio di ottenere i prodotti dai reagenti in un unico stadio preparativo.

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Università degli Studi di Sassari FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI Corso di Laurea in Chimica Dipartimento di Chimica Studio cinetico della trasformazione anatasio-rutilo in polveri di TiO 2 nanocristallina drogata con terre rare. Laureando: Barbara Lasio Relatore : Prof. Stefano Enzo Co-relatore : Prof.ssa Liliana Schiffini Riassunto In questo lavoro di tesi ci siamo proposti di estendere alcune proprietà chimico- fisiche e strutturali di sistemi a base di titania, in considerazione delle sempre più numerose applicazioni che si stanno proponendo nel settore ambientale ed energetico (per esempio, materiali da costruzione fotocatalitici e celle di Graetzel). Per questo siamo partiti da tre diversi approcci per la sintesi chimica di titania drogata con terre rare: sol-gel, sol-gel combustiva e solvotermale, con lo scopo di privilegiare il polimorfo nanostrutturato dell’anatasio, evitando la formazione a basse temperature di rutilo che è la fase termodinamicamente più stabile. Mentre le metodologie di sintesi tipo sol-gel e sol-gel combustive sono ormai bagaglio comune di molti laboratori di ricerca, il metodo solvotermale è stato finora poco applicato nel drogaggio di titania con terre rare anche se ha il precipuo vantaggio di portare alla formazione di prodotti omogenei implicando un unico stadio sintetico, diversamente dal sol-gel dove sono previsti più stadi preparativi. La caratterizzazione dei prodotti è stata eseguita mediante un approccio multidisciplinare facendo ricorso a svariate tecniche di termoanalisi, diffrattometriche e spettroscopiche. In particolare, le tecniche di diffrazione per polveri a raggi X implementate secondo l’approccio di Rietveld hanno permesso di identificare le fasi amorfe e/o nanocristalline che si manifestano nei prodotti di reazione. La microscopia elettronica in trasmissione ad alta risoluzione ha permesso una visualizzazione diretta delle proprietà

Tesi di Laurea

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Barbara Lasio Contatta »

Composta da 130 pagine.

 

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