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Studio elettro-fotocatalitico di film di materiali nanostrutturati ricoperti di TiO2 (anatasio)

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2 L’incremento della superficie attiva, legato alla formazione di aggregati di nanometrici detti nanocluster[5], influenza notevolmente quelle proprietà per le quali il rapporto superficie attiva/volume diventa determinante: si pensi, ad esempio, alle proprietà catalitiche dipendenti dall’area superficiale, in cui l’utilizzo di nanomateriali porta a migliorare l’efficienza dei processi coinvolti [6]. L’effetto quantico è legato alle dimensioni nanometriche dei cluster e al basso numero di atomi presenti. Queste condizioni provocano una discretizzazione della struttura elettronica (Figura 0), e quindi dei livelli energetici, che sarà tanto maggiore quanto minore è la dimensione dei cluster. Gli atomi che costituiscono un cristallo, si combinano in modo ordinato e periodico in un reticolo cristallino. Secondo il modello LCAO della teoria degli orbitali molecolari (Linear Combination of AtomicOrbitals), gli orbitali corrispondenti ad ogni atomo del cristallo interagiscono tra loro distribuendosi in livelli energetici piø vicini fino a formare delle bande. Per il materiale bulk, costituito da un numero di atomi dell’ordine del numero di Avogadro (N A = 6,022·10 23 ), il numero degli orbitali è talmente elevato che le differenze energetiche tra i singoli livelli tendono a scomparire fino a generare un continuo (bande). Per un nanocristallo il numero di atomi presenti è inferiore rispetto al materiale massivo e, conseguentemente, solo una parte degli orbitali si sovrappone per formare una banda continua e al limite, per una molecola, gli orbitali sono completamente separati (Figura 0). Il numero degli orbitali sovrapposti aumenta all’aumentare del numero di atomi che costituiscono la struttura; all’aumentare delle dimensioni del cristallo, la sovrapposizione dei livelli energetici è maggiore al centro della banda rispetto agli estremi. Le due bande sono separate da una barriera energetica detta energy gap(E g ), che sarà tanto maggiore quanto piø discretizzati sono i livelli energetici [7,8,53,54]. Da questi effetti dipendono le diverse proprietà
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Informazioni tesi

  Autore: Enrico Muffato
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi Ca' Foscari di Venezia
  Facoltà: Scienze MM. FF. NN.
  Corso: Scienza dei Materiali
  Relatore: Salvatore Daniele
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 96

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