Design of porous materials derived from industrial non-hazardous waste powder for air particulate matter entrapment

L’inquinamento ambientale è uno degli argomenti più trattati al fine di trovare soluzioni efficaci a contrastarlo. L’inquinante più presente nelle aree urbane, e che desta la maggiore preoccupazione a causa della sua capacità di penetrare nel sistema respiratorio con gravi danni per la salute, è il particolato atmosferico (PM). Le concentrazioni di PM spesso superano i limiti imposti dalla normativa; nel 2021 l’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) ha imposto nuovi e più restrittivi limiti alle concentrazioni di PM al fine di ridurne le concentrazioni in atmosfera. Fra le diverse soluzioni proposte per intrappolare il PM c’è la realizzazione di un nuovo e sostenibile materiale, chiamato SUNSPACE (SUstaiNable materials Synthesized from by-Products and Alginates for Clean air and better Environment) e realizzato a partire da uno scarto industriale, la silica fume (SF) con processi a basse emissioni di CO2. La sua capacità di cattura del PM è stata valutata effettuando numerosi test e ottenendo buoni risultati ma il suo colore scuro rappresenta un limite a un suo possibile sviluppo commerciale. In questa tesi di dottorato, sono state proposte delle soluzioni alternative per ottenere un materiale dal colore chiaro e per eliminare il trattamento termico semplificando la fase di realizzazione del materiale. Il primo punto è stato ottenuto utilizzando la bottom ash (BA), cenere proveniente dalla combustione dei rifiuti municipali negli inceneritori, mentre la sostituzione del bicarbonato di sodio (utilizzato la formazione dei pori) con il perossido d’idrogeno ha permesso di eliminare il trattamento termico. I campioni, caratterizzati, sono stati testati per valutarne la capacità di intrappolare il PM utilizzato un generatore di aerosol e TiO2 per simulare una fonte di PM. Buoni risultati sono stati ottenuti per i campioni realizzati con SF e per SUNSPACE BA mentre quelli realizzati con BA e perossido d’idrogeno hanno mostrato un comportamento idrorepellente che è stato studiato con delle prove di ...