Sistemi nanostrutturati a base TiO2 per applicazioni fotocatalitiche e fotovoltaiche

Il presente elaborato di tesi, per ciò che concerne il lavoro svolto in laboratorio, si articola in due parti tra loro strettamente interconnesse (capitoli 2 e 3). Il primo capitolo è una presentazione del TiO2 e dei suoi principali utilizzi: come fotocatalizzatore e come semiconduttore nelle DSSC. Nel 2° capitolo si descrive come si è ottimizzato un processo di sintesi per ottenere del materiale massivo (bulk) a base TiO2 per scopi fotocatalitici tramite l'ossidazione a 500°C di un polimero ottenuto miscelando alcool furfurilico e tetraisopropossido di titanio. La caratterizzazione del bulk ha fornito i seguenti risultati: struttura tipo array, formata da pillar (costituiti da cristalliti nanometrici) con un diametro medio in un range 3÷7 m e con una lunghezza media 40÷100 m; fasi presenti: anatasio 90%, rutilo 10%; distribuzione bimodale della dimensione dei pori (mesopori) nei range 25÷40 Å e 40150 Å; volume dei pori: 0,10 cm3/g; area superficiale: 60 m2/g; edge di assorbimento: 377 nm (3,29 eV); attività fotocatalitica confrontabile a quella del nanoanatasio. Nel 3° capitolo viene descritta la sintesi in situ del suddetto materiale su vetrini conduttivi di tipo FTO (Fluorine-doped tin oxide, SnO2:F), opportunamente trattati con TiCl4 ed etanolo, utilizzati come anodo nelle celle di Graetzel. La caratterizzazione del film ha fornito i seguenti risultati: struttura omogenea (costituita da cristalliti nanometrici), dentiforme o ¿a fiorellini¿ a seconda del tipo di lappatura, dello spessore di 5÷7 m; fasi presenti: anatasio 70÷90%, rutilo 30÷10%, maggior fase amorfa rispetto al bulk; edge di assorbimento: 385 nm (3,22 eV).