Riassunto analitico
In questo lavoro di tesi è stata sfruttata la capacità di adsorbimento della superficie della caolinite (Kt) per formare materiali ibridi con complessi di fenantrolina e ioni metallici (ferro e rame); questi materiali ibridi sono stati utilizzati come trappole per diverse specie gassose inquinanti ad elevato impatto ambientale, quali tioli, ammine, H2S e NH3. Il principale merito del processo sviluppato è nel sintetizzare un materiale allo stato solido capace di legare in elevata quantità e stabilmente specie gassose in modo reversibile, e quindi con la possibilità di riportare il materiale saturato alle condizioni originali per poter poi essere riutilizzato.
La caratterizzazione delle proprietà del materiale ibrido è stata fatta attraverso l’utilizzo di diverse tecniche tra cui spettroscopia UV-Vis in riflettanza diffusa (DR-UV-Vis), IR, analisi elementare e TG-massa.
L’analisi dei dati raccolti dimostra come entrambi i complessi di Fe e Cu siano molto efficienti nell’immobilizzare i composti solforati attraverso un meccanismo che prevede la riduzione del metallo del complesso ad uno stato di ossidazione più basso e l’ossidazione del composto solforato di partenza. La captazione delle ammine invece è risultata essere molto efficace da parte del complesso del rame, mentre il complesso del ferro interagisce quasi esclusivamente con l’etilendiammina. In ogni caso, la quantità di specie immobilizzate dai diversi materiali di partenza è nella maggioranza dei casi assai rilevante e ciò rende possibile il loro utilizzo in campo ambientale come trappole di specie gasose inquinanti o odorigene.
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Abstract
In this thesis the adsorption ability of kaolinite surface has been exploited to form hybrid materials with complexes of phenanthroline and metal ions (iron and copper); these hybrid materials made by iron-phenanthroline and copper-phenanthroline complexes immobilized on kaolinite clay mineral have been used as traps for different gaseous species having high environmental impact, such as thiols, amines, hydrogen sulfide and ammonia. The main value of the method resides in synthesizing a solid-state material able to stably bind gaseous species present in the atmosphere in a reversible manner, i.e. with the possibility to bring the saturated material to the original conditions in order to be reused.
The characterization has been performed through the use of different techniques including diffuse reflectance UV-Vis spectroscopy (DR UV-Vis), IR, elemental analysis, thermal analysis and evolved gas mass spectrometry.
The analysis of collected data shows that both the hybrid materials work in the immobilization of sulfur compounds through a mechanism that envisages the reduction of the metal of the complex to a lower oxidation state and the oxidation of the starting sulfur compound. The interaction with amines, instead, resulted to be efficient only in the case of the copper complex, while the iron complex interacts almost exclusively with ethylenediamine. Anyway, the amount of species immobilized by the different starting materials is relevant in most cases and this strongly suggests the use of these materials in environmental field as traps for pollutant or smelly gaseous species.
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