Fabbricazione additiva di monoliti adsorbenti zeolitici con tecnologia Direct Ink Writing

Il presente lavoro ha lo scopo di investigare quale materiale a base geopolimerica sia migliore per applicazioni dedicate all’adsorbimento di sostanze. In aggiunta, il materiale deve essere facilmente stampabile tramite tecnica Direct Ink Writing, quindi deve rispondere ad alcuni requisiti di reologia, in modo che una volta depositato il filamento, questo non collassi sotto il proprio peso o sotto il peso dei layer depositati successivamente. I materiali utilizzati sono il geopolimero a base di sodio (GP-Na) e il geopolimero a base di potassio (GP-K). Entrambi sono stati stampati come campioni reticolari cilindrici e successivamente sono stati sottoposti a caratterizzazioni di diverso tipo, allo scopo di determinarne le proprietà meccaniche, fisiche, funzionali e microstrutturali. In seguito, si è visto che il GP-K offre un valore migliore di area superficiale specifica, parametro fondamentale per valutare la capacità adsorbente di un materiale. Di conseguenza, si è scelto di utilizzare questo geopolimero come base per realizzare campioni addizionati di chabasite, una zeolite naturale utilizzata per conferire microporosità al materiale e migliorare quindi le proprietà adsorbenti. Le proprietà meccaniche, in seguito all’aggiunta del filler, sono risultate peggiori, ma data l’applicazione si può trascurare questo effetto. Una parte dei campioni con chabasite, GP-K-Cha, è stata sottoposta ad un attacco acido blando con acido acetico allo scopo di valutare se fosse possibile liberare dalla matrice geopolimerica densa una parte dei micropori del materiale. Il confronto tra i campioni di GP-K-Cha che hanno subito attacco acido e quelli che non lo hanno subito ha consentito di confermare questa ipotesi. I campioni di GP-K-Cha con attacco acido risultano quindi essere adatti ad applicazioni in cui sono richieste buone proprietà adsorbenti.