CARATTERIZZAZIONE E ATTIVITÀ FOTOCATALITICA DI SISTEMI DI ZnO OTTENUTI MEDIANTE SINTESI IDROTERMALE ​

This study focuses on the characterization and photocatalytic activity of zinc oxide (ZnO) systems synthesized through a hydrothermal method. The main objectives are to evaluate the morphological, structural, and vibrational properties and to verify the photocatalytic effectiveness in the degradation of organic pollutants. The ZnO samples were characterized using: 1) Transmission FTIR spectroscopy to identify the main absorption bands and the adsorption of gases such as CO and CO2 to investigate the surface reactivity of ZnO. 2) Volumetric gas adsorption analysis of N2 at 77K to determine the specific surface area and porosity of the samples. 3) X-ray diffraction (XRD) with Bragg-Brentano geometry to verify the crystalline structure and crystallite size. To evaluate the photocatalytic activity, photocatalysis experiments were conducted in a Solarbox using simulated sunlight. The degradation of organic pollutants (caffeine and ibuprofen) was monitored by high-performance liquid chromatography (HPLC). The results show that the synthesized ZnO systems possess a moderate surface area and a well-defined crystalline structure, which contribute to significant photocatalytic activity. In particular, HPLC analysis confirmed the effective degradation of the pollutants, demonstrating the potential of the synthesized ZnO systems for environmental applications. ​

Questo studio si concentra sulla caratterizzazione e sull’attività fotocatalitica di sistemi di ossido di zinco (ZnO) sintetizzati tramite metodo idrotermale. Gli obbiettivi principali sono la valutazione delle proprietà morfologiche, strutturali e vibrazionali e la verifica dell’efficacia fotocatalitica nella degradazione di inquinanti organici. I campioni di ZnO sono stati caratterizzati utilizzando: 1) La spettroscopia FTIR in trasmissione per identificare le principali bande di assorbimento e l’adsorbimento di gas come CO e CO2 per indagare la reattività di superficie di ZnO 2) L’analisi gas volumetrica di adsorbimento di N2 a 77K per determinare l’area superficiale specifica dei campioni e la loro porosità 3) La diffrazione di raggi X (XRD) con geometria Bragg-Brentano per verificare la struttura cristallina e la dimensione dei cristalliti Per valutare l’attività fotocatalitica, sono stati condotti esperimenti di fotocatalisi in Solarbox, utilizzando luce solare simulata. La degradazione degli inquinanti organici (caffeina e ibuprofene) è stata monitorata tramite cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). I risultati mostrano che i sistemi di ZnO sintetizzati possiedono una moderata area superficiale e una struttura cristallina ben definita, che contribuiscono ad una significativa attività fotocatalitica. In particolare l’analisi HPLC ha confermato l’efficace abbattimento degli inquinanti dimostrando il potenziale dei sistemi ZnO sintetizzati per applicazioni ambientali. ​