Studio della sintesi di nanoparticelle magnetiche ammino-funzionalizzate e loro sequestro di CO2 in liquido

In the current scenario, the problem of global warming due to the increase of greenhouse gases in the atmosphere is of great interest and a topic of great debate among the various political leaders and in today's society. One of the most common interventions is the treatment of industrial flue gases to reduce the amount of carbon dioxide (CO2) released into the environment through the implementation of capture systems; for this purpose, one of the already proven techniques is the use of functionalized adsorbent particles. The purpose of this thesis lies in the optimization of the synthesis of ferromagnetic particles (Fe3O4) functionalized with compounds belonging to the amine group, such as polyethylenimine (PEI), diethylenetriamine (DETA) and triethylenetriamine (TETA), and to the group amino acids, such as aspargin (ASPA) and aminocaproic acid (EPSI); In particular, the effect that the temperature has on the synthesis of particles by coprecipitation or by sonication was evaluated. The particles were also analyzed by CHN elemental analysis to evaluate the good functionalization of the material. Furthermore, it was decided to test a possible alternative solution for CO2 capture through the study of a capture technique implemented by nanoparticles in liquid solution and to test the effectiveness compared to other widespread liquid techniques and confirm the reproducibility of the dry procedure.

Nello scenario attuale il problema del riscaldamento globale dovuto all’aumento dei gas serra nell’atmosfera è di molto interesse e argomento di grande dibattito tra i vari vertici politici e nella società odierna. Uno dei più diffusi interventi è il trattamento degli scarichi industriali per ridurre la quantità di anidride carbonica (CO2) rilasciata nell’ambiente tramite l’implementazione di sistemi di cattura; a questo scopo una delle tecniche già comprovate è l’utilizzo di particelle funzionalizzate adsorbenti. Lo scopo di questa tesi risiede nell’ottimizzazione della sintesi di particelle di natura ferromagnetica (Fe3O4) funzionalizzate con composti appartenenti al gruppo delle ammine, come la polietilenimmina (PEI), la dietilentriammina (DETA) e la trietilentriammina (TETA), e al gruppo degli amminoacidi, come l’aspargina (ASPA) e l’acido aminocaproico (EPSI); è stato valutato, in particolare, l’effetto che ha la temperatura sulla sintesi delle particelle per coprecipitazione o per sonicazione. Le particelle sono state inoltre analizzate tramite analisi elementare CHN per valutare la buona funzionalizzazione del materiale. Inoltre si è deciso di testare una possibile soluzione alternativa per la cattura di CO2 tramite lo studio di una tecnica di cattura attuata dalle nanoparticelle in soluzione liquida e testare l’efficacia rispetto alle altre tecniche in liquido diffuse e confermare la riproducibilità della procedura in secco.