Sintesi e caratterizzazione di nanostrutture bidimensionali a base carbonio su nanoparticelle di TiO2

Negli ultimi anni si è posta sempre maggiore attenzione nello studio del TiO2, utilizzato per una vasta gamma di applicazioni in quanto possiede, oltre ad un’eccellente attività fotocatalitica, una molteplicità di proprietà chimico-fisiche peculiari. Al fine di migliorarne l’attività fotocatalitica e le proprietà di trasferimento elettronico, recentemente, il TiO2 è stato combinato con altri composti. In questo ambito rientra l’uso del grafene e dei suoi derivati che, grazie alla loro struttura chimica, possono favorire una più efficace separazione di carica e un miglioramento delle proprietà di trasporto elettronico. In questo lavoro di tesi è stata dunque monitorata la riduzione dell’ossido di grafene (GO) su diverse matrici di TiO2 (P25 e nanoanatasio). In una prima fase, sono stati preparati dei nanocompositi a base di TiO2-GO per lo studio e la valutazione del processo riduttivo mediante una via termica, in atmosfera controllata, attraverso vari approcci analitici. Inizialmente sono state impiegate tecniche termogravimetriche (TGA) al fine di monitorare le perdite in peso dei vari campioni e la TGA accoppiata alla spettrometria di massa (TGA-MS) per ottenere una valutazione dei composti associati alle varie perdite in peso che avvengono durante il processo termico di riduzione del GO supportato. Con la spettroscopia infrarossa (FT-IR) si è, quindi, focalizzata l’attenzione sul comportamento dei gruppi funzionali superficiali e sull’idrofilicità dei campioni. Inoltre, le analisi micro-Raman hanno consentito la valutazione della variazione de difetti interni alla struttura grafenica stessa durante il trattamento termico. In ultimo, con la spettroscopia UV-Vis-NIR è stato monitorato il cambiamento delle proprietà elettroniche del campione. In un secondo momento è stata posta l’attenzione sulla riduzione del GO su una matrice di TiO2 attraverso la via radiativa. A questo scopo sono stati effettuati degli irraggiamenti UV in atmosfera inerte dei nanocompositi a base di TiO2-GO, andandone a monitorare i cambiamenti attraverso la spettroscopia FT-IR.