Riassunto analitico
Lo scopo finale del seguente lavoro di tesi è quello di trovare tecnologie innovative per la disinfezione delle acque di piscina attraverso l’abbattimento della carica microbica. In particolare per le piscine di tipo D (dalla classificazione riportata nell’accordo stato regioni del 2003 e dalla normativa UNI EN ISO 10637-2015), per le quali si ha una maggiore libertà di azione in merito ai disinfettanti da utilizzare, si ha la possibilità di sperimentare materiali nanotecnologici in sostituzione di quelli normalmente utilizzati.
Numerosi sono gli studi e le applicazioni riportate in letteratura riguardo le nanoparticelle di argento (AgNPs) e quelle di biossido di titanio (TiO2NPs).
L’interesse si è rivolto alle AgNPs poiché esibiscono proprietà antibatteriche e antifungicide che le rendono appetibili per l’applicazione in rivestimenti antimicrobici e nel trattamento delle acque: vengono ancorate a substrati nei sistemi di filtrazione delle piscine al fine di ottimizzarne la performance e ottenere un buon grado di qualità dell’acqua.
Inoltre si sono sperimentate le proprietà fotocatalitiche di TiO2 ed il suo impiego in superfici autopulenti a contatto con l’acqua di piscina. Queste nanoparticelle sono impiegate, infatti, per la pulizia delle superfici dure (ad esempio i bordi piscina) sfruttando la capacità di degradazione di sostanze in soluzione acquosa e la riduzione di ioni inorganici.
Il lavoro di tesi si articola quindi in diverse parti:
a) sintesi e caratterizzazione dei prodotti contenenti nanoparticelle di biossido di titanio e argento;
b) verifica dell’efficacia dei suddetti materiali in ambiente acquoso.
Il metodo di sintesi utilizzato per le nanoparticelle di argento è quello chimico che vede la riduzione del sale metallico, argento nitrato, da parte dell’agente riducente e stabilizzante, trisodio citrato. Le proprietà delle AgNPs, e la scala cromatica della soluzione che si ottiene, dipendono dalla loro dimensione, concentrazione e stato di aggregazione.
Le nanoparticelle di argento sono inoltre utilizzate per funzionalizzare le superfici vetrose avvalendosi dell’agente immobilizzante APTMS.
Per le TiO2NPs sono stati sperimentati numerosi metodi di sintesi con il fine ultimo di ottenere il biossido di titanio a bassa temperatura, nella forma cristallina Anatasio e drogato con azoto poiché, da letteratura, sono le condizioni che permettono di ottenere le migliori prestazioni fotocatalitiche. Si è scelto come precursore l’isopropossido di titanio e sperimentato il drogaggio con Urea e cloruro di ammonio a diverse temperature e concentrazioni.
La caratterizzazione dei campioni sia a base di argento che di titanio prevede l’uso di tecniche diffrattometriche, microscopiche e spettroscopiche, oltre che dell’analisi elementare, per effettuare l’analisi morfologica composizionale, e mineralogica dei campioni studiati.
Sono stati inoltre effettuati i test batterici per verificare l’efficacia battericida, nel tempo delle AgNPs nei confronti di diversi ceppi batterici. Si sono verificate le proprietà fotocatalitiche del TiO2NPs attraverso test di degradazione del colore (blu di bromotimolo e metilarancio) in soluzione e su superfici ceramiche. Infine anche sulle TiO2NPs sono stati effettuati test batterici sulle acque contaminate a contatto con substrati funzionalizzati.
Questo lavoro di tesi ha quindi permesso di ottenere nuovi ed interessanti materiali contenenti nanoparticelle e talvolta opportunamente funzionalizzati; questi materiali possono essere proposti per la disinfezione delle acque delle piscine di tipo D.
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