Produzione ed efficienza di membrane nanostrutturate contenenti TiO2 per rimozione di sostanze inquinanti dalle acque

Questo lavoro riguarda la realizzazione attraverso electrospinning di membrane polimeriche nanostrutturate, funzionalizzate con il biossido di titanio (TiO2) per la rimozione di inquinanti dalle acque. In particolare, vengono condotte due studi con scopi diversi, nel primo vengono trattate i diversi processi di ossidazione avanzata (AOPs) per la degradazione fotocatalitica dei composti perfluoroalchilici (PFAS), in particolare si cerca di trattare l’acido perfluoroottanoico (PFOA). Nel secondo invece viene studiata l’abbattimento del colorante blu di metilene tramite membrane a base di vetro borosilicato (BoSi). Per il processo di degradazione fotocatalitica sono state prodotte membrane costituite da un substrato polimerico in poliimmide (PI), sopra il quale vengono depositate i nanotubi di biossido di titanio, che fungono da catalizzatore. Le membrane vengono realizzate attraverso la tecnica dell’elettrofilatura simultanea, sono state preparate due soluzioni liquide diverse, una con funzione strutturale e l’altra contenete il catalizzatore. Nella prima fase si è concentrata sull’ottimizzazione dei parametri che regolano il processo produttivo, in modo da ottenere membrane aventi nanofibre omogenee, prive di difetti e contenente una certa quantità di catalizzatore sul substrato polimerico. Le membrane sono state testate in un apposito sistema di reazione di tipo batch impiegando una sorgente di luce ultravioletta, i processi di ossidazione avanzata utilizzate in questo lavoro sono: la reazione Fenton, la fotocatalisi eterogenea e le reazioni che sfruttano l’attivazione del gruppo persolfato. Per l’abbattimento di blu di metilene invece è stata realizzata una membrana in polivinilidenfluoruro (PVDF), nel quale sono state aggiunte delle nanoparticelle di vetro borosilicato, indicato anche col nome commerciale Pyrex. Le membrane prodotte sono state caratterizzate attraverso tecniche come l’analisi termogravimetrica (TGA), la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) e la microscopia a scansione elettronica (SEM). Per valutare l’andamento della concentrazione degli inquinanti nel tempo, i campioni di PFOA prelevati sono stati analizzati tramite la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC), mentre i risultati raccolti su blu di metilene sono stati elaborati tramite la spettroscopia ultravioletta-visibile (UV-VIS).