Sintesi di nanostrutture a base C contenenti atomi metallici per catalisi verde

Ambito della ricerca

Fisica sperimentale della materia

Abstract

Ad oggi è noto che è possibile modificare in modo controllato le proprietà chimiche ed elettroniche dei materiali a base di grafene mediante nanostrutturazione, drogaggio e / o sintesi a partire da opportuni precursori molecolari. Su sistemi 1D si sono ottenuti risultati interessanti a seguito di drogaggio con atomi non-metallici (P, N, B), mentre l’effetto dell’inserimento di atomi metallici ai fini di migliorare la reattività delle nanostrutture è stato simulato ma mancano ancora prove sperimentali. L'aumento dell'attività chimica rispetto a reazioni tecnologicamente rilevanti suggerisce un impatto di questi materiali sostenibili e a basso costo per applicazioni in catalisi e sensoristica; tuttavia sono necessarie sia una comprensione fondamentale delle proprietà di questa nuova classe di materiali, che è ancora agli inizi, sia la definizione di protocolli ben definiti per la produzione su larga scala.

La tesi verrà svolta nell’ambito del progetto MADAM (Metal Activated 2D cArbon-based platforMs) che si propone di sviluppare un protocollo per la sintesi di nanostrutture a base di carbonio drogate con atomi di metalli di transizione mediante polimerizzazione superficiale di precursori molecolari opportunamente selezionati.  Successivamente la reattività delle nanostrutture verrà testata rispetto all’adsorbimento di molecole semplici di interesse catalitico (es. CO, CO2, O2). 

La morfologia del sistema verrà studiata mediante microscopia e effetto tunnel a bassa temperatura (LT-STM) mentre la caratterizzazione chimica ed elettronica sarà effettuata mediante tecniche spettroscopiche (spettroscopie vibrazionale e di fotoemissione).

Lo studente acquisirà conoscenze di base sull’interazione molecola-superficie, sulla gestione di apparati da vuoto e sull’ utilizzo delle tecniche di misura utilizzate, oltre ai rudimenti di analisi ed interpretazione dei dati acquisiti.