LABORATORIO DI CHIMICA DEI MATERIALI INORGANICI

 1) I polimeri inorganici. Basi di chimica del processo sol gel; i precursori: cenni di chimica del silicio, cloruri ed alcossidi, preparazione e proprietà chimico fisiche; definizioni di sol e gel; Le reazioni di idrolisi e condensazione. Gli alcogel. Influenza dei parametri di reazione sulla formazione di gel inorganici a base di silicio. Effetti elettronici e sterici dei sostituenti, effetto del solvente, effetto della concentrazione, effetto del rapporto acqua precursore, effetto del catalizzatore, effetto del metodo di essicamento. Proprietà dei gel, xerogel e aerogel e utilizzo tecnologico.
Tecniche di caratterizzazione di materiali ottenuti via sol-gel: spettroscopia FTIR, tecniche di dispersione luminosa, misure di aree superficiali, NMR allo stato solido, microanalisi CHNS-O, microscopie elettroniche SEM e TEM.

2) I materiali ibridi organici-inorganici. Classificazione dei materiali ibridi ed esempi. Tecniche di preparazione dei precursori, materiali ibridi a base di silicio ottenuti per via sol gel, caratterizzazione chimico fisica dei materiali ibridi. Definizione di interfase. Materiali polisilsesquiossanici a struttura poliedrica. Applicazioni dei materiali ibridi.

3) La preparazione di ossidi misti per processo sol-gel. Inconvenienti del metodo, esempi applicativi.

4) La condensazione non idrolitica. Meccanismi di reazione, esempi di applicazione.

5) Proprietà delle nanoparticelle
forma, dimensioni, struttura e densità.

Metodi di caraterizzazione

Applicazioni

Parte di laboratorio

1) preparazione di xerogel silicei in condizioni di reazione differenti. Correlazione tra proprietà macroscopiche e struttura dei materiali ottenuti.

2) preparazione di materiali ibridi contenenti ammine mono- bi- e tri-dentate. Utilizzo dei materiali preparati come assorbenti per metalli da aoluzioni acquose. Chimica di coordinazione in fase supportata.

3) Preparazione di xerogel contenenti molecole fluorescenti incapsulate

4) Esercitazioni pratiche di spettroscopia FT-IR: acquisizione di spettri mediante tecniche in trasmissione (pastiglia KBr, nujol, soluzione), HATR (cristallo ZnSe e diamante) e microspettrofotometria.

5) preparazione di film di ossidi misti a base di silice su vetro mediante dip-coating. Caratterizzazione con microspettrofotometria FTIR

6) preparazione di fibre vetrose via sol gel.

7) preparazione di nanoparticelle d'oro per riduzione con citrato di sodio, preparazione di uno xerogel contenente nanoparticelle d'oro

8) preparazione di nanoparticelle di magnetite, preparazione di uno xerogel con proprietà magnetiche contenente nanoparticelle di magnetite.

Proprietà ferrofluidiche in campi magnetici intensi

9)

a) preparazione di un vetro conduttore all'ossido di stagno

b) preparazione di TiO2 nanocristallino

c) costruzione di una cella fotovoltaica a biossido di titanio con fotosensibilizzatori