Biossido di titanio e potabilizzazione dell’acqua

Oltre alle applicazioni cosmetiche, il biossido di titanio (TiO2) si è rivelato utile in moltissimi altri settori industriali. Portiamo come esempio l’impiego del TiO2 nanoparticellare nella purificazione dell’acqua dalle cianotossine, un ambito di utilizzo emergente dalle elevate potenzialità applicative. Un recente studio [6] ha investigato il ruolo del TiO2 nanoparticellare (P25-TiO2), in grado di formare film fotocatalitici per la depurazione dell’acqua dalle tossine algali. Prodotte da cianobatteri, esse sono metaboliti secondari altamente tossici e rappresentano un rischio potenziale per la salute degli esseri umani e per la salvaguardia della vita acquatica. Oggetto dello studio sono state in particolare quattro microcistine (MC) e la cilindrospermopsina (CYN), le cianotossine comunemente più diffuse, in grado di manifestare neuro ed epatotossicità e considerate pericolose perché potenti promotori tumorali. I convenzionali processi di trattamento effettuati negli impianti di potabilizzazione dell’acqua (per esempio, coagulazione, flocculazione, sedimentazione e filtrazione) sono inadeguati per la rimozione di cianotossine, che risultano tuttavia suscettibili all’ossidazione chimica. Comuni ossidanti, come il diossido di cloro e il permanganato, sono in grado di ossidare numerosi tipi di tossine algali, ma si sono rivelati inefficaci nella rimozione delle MC e della CYN. Tra i processi di ossidazione avanzata la fotocatalisi con TiO2 rappresenta un’interessante possibilità di trattamento dell’acqua potabile, per la sua capacità di distruggere contaminanti organici recalcitranti.
Nello studio in analisi la morfologia della superficie complessiva del film formato da TiO2 è stata esaminata in presenza e in assenza delle nanoparticelle P25, mediante SEM, TEM e microscopia a forza atomica. La presenza di P25 risultava chiaramente visibile all’analisi microscopica e in grado di aumentare l’area superficiale e la rugosità dello strato sottile. Un’elevata ruvidità significa una maggiore superficie per le reazioni fotocatalitiche, una maggiore penetrazione della luce, e di conseguenza un’incrementata attività fotocatalitica rispetto a superfici più regolari. Le nanoparticelle P25 determinavano inoltre un aumento dell’area superficiale, del volume dei pori, della porosità e della massa totale TiO2 nel film fotocatalitico. È stata poi valutata la degradazione fotocatalitica delle MC e della CYN mediante films formati da TiO2, in presenza e in assenza di nanoparticelle P25,eccitati da luce visibile e UV. L’incorporazione di nanoparticelle P25 ha svolto un ruolo significativo nel migliorare le proprietà fisico-chimiche del film e l’attività fotocatalitica è stata arricchita in seguito a irraggiamento con luce sia visibile sia UV nella degradazione delle MC e della CYN. Una maggiore entità di adsorbimento ha portato a un’incrementata rimozione delle MC e la degradazione fotocatalitica di CYN in luce UV ha mostrato alta efficienza.
Questo studio apre quindi nuove strade per l’impiego delle nanoparticelle di TiO2 che oltre all’ambito cosmetico possono vantare molte altre applicazioni.

di L.Galetto

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