Nanospugne ciclodestriniche come precursore per carboni porosi: sintesi e caratterizzazione

An increasing attention is focused on the active or porous carbon production obtained from reticulated nanosponges, which exhibit some good absorbent qualities due to the presence of pores and a remarkably developed internal surface, since they are of great interest to both environment and industrial applications, as they can be used for several processes such as filtration, purification, deodorizing, decoloration. In this thesis, β-cyclodextrin pyromellitic dianhydride-based nanosponges were synthetized and characterized, by changing both the catalyst amount and the catalyst itself. The carbon residue, obtained from the process of pyrolysis at 800°C was characterized as well. Triethylamine (Tea or Et3N) and Dabco were both employed, as catalysts, for the synthesis of nanosponges, with the aim to investigate the influence of the catalyst on the morphology and structure of the nanosponge. Thermogravimetric analyses (TGA) were carried out in order to observe the degradation process; a qualitative and quantitative study of the composition of the samples was performed by means of FT-IR and elemental analysis. After the process of pyrolysis to the oven, the biochar have shown a remarkable interval of surface properties, as seen and characterized using SEM and BET to observe their morphology and superficial area, so like their behavior of adsorption to dyes and to gas, through spectroscopy UV and microcalorimeter of absorption.

Di recente, un'attenzione crescente è stata rivolta alla produzione di carboni attivi o porosi ottenuti da nanospugne reticolate, le quali, grazie alla presenza dei pori, esibiscono buone qualità assorbenti ed una superficie interna notevolmente sviluppata, poiché sono di grande interesse sia per l'ambiente che per le industrie, dato il loro multiplo impiego in processi quali la filtrazione, la purificazione, la deodorizzazione, la decolorazione. In questo lavoro di tesi, sono state sintetizzate e caratterizzate delle nanospugne ottenute a partire dalla beta-ciclodestrina e anidride piromellitica, variando sia la quantità del catalizzatore che il catalizzatore stesso, allo scopo di utilizzarle come precursore per la produzione di carboni porosi. I catalizzatori utilizzati nella sintesi delle nanospugne sono la trietilammina (Tea o Et3N) e il Dabco, che vengono utilizzati al fine di capire quale effetto possono avere sulla morfologia e struttura della nanospugna. Si è effettuata la caratterizzazione tramite termogravimetria (TGA) per osservare il processo degradativo; la determinazione della composizione qualitativa e quella quantitativa sono state possibili grazie al FT-IR e all'analisi elementare. Dopo il processo di pirolisi al forno, i carboni ottenuti hanno mostrato un intervallo rimarchevole di proprietà di superficie, studiate e caratterizzate con l'utilizzo del SEM e BET per osservare sia la morfologia sia l'area superficiale, così come il loro comportamento di adsorbimento ai coloranti e ai gas, tramite spettroscopia UV e microcalorimetro di assorbimento.