Sintesi di idrogeli a base di alginato per la rimozione fotocatalitica ed enzimatica di contaminanti emergenti in soluzioni acquose

L'obiettivo di questo lavoro di tesi è lo sviluppo e la sintesi di un sistema ibrido, composto da un idrogel in forma di film sottile di alginato di calcio al cui interno è immobilizzato il biossido di titanio, che sia in grado di degradare mediante fotocatalisi con luce solare simulata due molecole target, cioè carbamazepina e ciprofloxacina. Si vuole anche valutare la possibilità e la convenienza di accoppiare questo sistema con l’attività enzimatica della SBP, sostenuta dalla produzione di perossido dell’idrogel, per aumentare le prestazioni del sistema in termini di efficienza e velocità. Il lavoro di ricerca si è concentrato sullo sviluppo degli idrogel T/CA, ricercando una formulazione in grado di fornire buoni risultati dal punto di vista sia della produzione di perossido per il sostentamento dell’attività enzimatica della SBP e della capacità di degradazione fotocatalitica degli inquinanti oggetto del lavoro, sia della struttura e delle caratteristiche fisiche degli idrogel. Per fare ciò, si sono eseguite delle prove preliminari di formulazione e produzione degli idrogel e poi si sono valutate le loro prestazioni attraverso dei test su molecole target e di produzione di perossido. Successivamente, una volta individuata la formulazione ottimale che unisse efficacia fotocatalitica e caratteristiche fisiche desiderate, si sono caratterizzati gli idrogel con prove di swelling, di produzione di perossido e con la determinazione del peso e diametro medio e della loro variabilità. Si è poi andato a valutare il loro comportamento nei confronti delle molecole target, effettuando prove di adsorbimento, di degradazione solo con gli idrogel e di degradazione con il sistema ibrido idrogel/SBP; queste prove ci hanno permesso di quantificare le percentuali di rimozione dei vari inquinanti e i tempi richiesti, di quantificare la percentuale di rimozione ottenuta attraverso adsorbimento e quella ottenuta mediante fotocatalisi e fotocatalisi più degradazione enzimatica e di valutare i cicli possibili di riutilizzo.