• Auto-assembling
• Chemical garden
• Ioni metallici
• Membrane inorganiche
• Silicato

Questo lavoro di tesi è incentrato sullo studio e caratterizzazione di chemical garden in soluzione silicatica a partire da sali di ioni metallici scelti (Fe3+, Cu2+, Cd2+ e Sn2+). I chemical garden (CG) sono strutture cave dalle diverse morfologie, colorazioni e proprietà che si formano spontaneamente quando un sale con una solubilità borderline viene introdotto in una soluzione di silicato di sodio, fortemente basica.
La struttura del CG è il risultato della cooperazione di diversi processi chimici e fisici, quali la diffusione, la spinta osmotica, la precipitazione, la densità di fluidi, la presenza di forti gradienti di pH, ecc. che hanno luogo simultaneamente.
Nell’elaborato di tesi viene presentata la caratterizzazione base dei CG in soluzione silicatica ottenuti da Fe2(SO4)3, CuSO4, Cd(CH3COO)2 e SnSO4 tramite diverse tecniche (ATR-FTIR, NIR-UV-Vis, XRPD, NMR). In aggiunta a queste tecniche sono state introdotte indagini miscroscopiche di superficie (SEM) e lo studio di proprietà di trasporto, mediante spettroscopia EIS e misure di conducibilità-permeabilità.
Lo scopo dell’elaborato è quello di contribuire alla costituzione di un ampio background di conoscenze sulla formazione dei chemical garden e le loro peculiari proprietà, in modo tale da gettare le basi per lo sviluppo di applicazioni future dei CG nell’ambito della catalisi eterogenea, della sintesi di membrane inorganiche e nel contesto chemobrionico.

This internship final dissertation is focussed on the study and characterization of chemical gardens grown in silicate solution from salts of specific chosen metals (Fe3+, Cu2+, Cd2+ and Sn2+). Chemical gardens (CGs) are hollow structures with peculiar morphology, colour and properties, that spontaneously grow when a salt with a borderline solubility is added into a sodium silicate solution, which is strongly alkaline. The structure of CGs results from the cooperation of different chemical and physical processes that simultaneously take place such as diffusion, osmosis, precipitation, fluid density, sharp pH gradients, etc. In this work it is presented the characterization of CGs obtained from Fe2(SO4)3, CuSO4, Cd(CH3COO)2 and SnSO4 by different techniques (ATR-FTIR, NIR-UV-Vis, XRPD, NMR). In addition to the previous techniques, EIS spectroscopy and conductivity-permeability measurements were also carried out, so as to investigate transport properties and SEM-imaging was performed to acquire surface images. This thesis paper aims to contribute to the formation of a wide background of scientific knowledge about the formation and the properties of CGs, in order to ease their future applications in the fields of heterogeneous catalysis, inorganic membranes and chemobrionics.