Synthesis and characterisation of hydrotalcite-like compounds for transesterification reaction

A series of templated [Mg(1-x)Alx(OH)2]x+(CO3)x/n2- with different structural properties have been synthesised using an alkali-free coprecipitation route. The macroporous materials were been obtained using two different kind of templating agents, polymeric materials, in order to cover a bigger size range (750-70 nm). All the materials have been characterized by different techniques: porosimetry, SEM-EDX, TEM-EDX, MP-AES, XRD, CO2 titration before and after the calcinations process. All the materials have been tested for transesterification reaction of C4-C8 triglycerides with methanol for biodiesel production.

Surface preparation and characterization of semipolar (20-21) ingan layers

In questa tesi vengono studiate le proprietà fisiche della superficie di eterostrutture InGaN/GaN cresciute con orientazione semipolare (20-21). Questi materiali fornirebbero una valida alternativa alle eterostrutture cresciute secondo la tradizionale direzione di crescita polare (0001) per la realizzazione di LED e diodi laser. I dispositivi cresciuti con orientazione semipolare (20-21) sono studiati soltanto da pochi anni e hanno già fornito dei risultati che incitano significativamente il proseguimento della ricerca in questo campo. Oltre all’ottimizzazione dell’efficienza di questi dispositivi, sono richieste ulteriori ricerche al fine di raccogliere delle informazioni mancanti come un chiaro modello strutturale della superficie (20-21). I capitoli 1 e 2 forniscono un quadro generale sul vasto campo dei semiconduttori basati sui nitruri del terzo gruppo. Il capitolo 1 tratta le proprietà generali, come le caratteristiche della struttura cristallina della wurtzite, l’energy gap e il più comune metodo di crescita epitassiale. Il capitolo 2 tratta le proprietà specifiche della superficie (20-21) come struttura, morfologia e proprietà legate all’eterostruttura InGaN/GaN (incorporazione di indio, strain e spessore critico). Nel capitolo 3 vengono descritte sinteticamente le tecniche sperimentali utilizzate per studiare i campioni di InGaN. Molte di queste tecniche richiedono condizioni operative di alto vuoto e appositi metodi di preparazione superficiale. Nel capitolo 4 vengono discussi i risultati sperimentali riguardanti la preparazione superficiale e le proprietà strutturali dei campioni. Il trattamento termico in ambiente ricco di azoto si rivela essere un metodo molto efficiente per ottenere superfici pulite. La superficie dei campioni presenta una morfologia ondulatoria e una cella unitaria superficiale di forma rettangolare. Nel capitolo 4 vengono discussi i risultati sperimentali relativi alle proprietà elettroniche e ottiche dei campioni. Immagini alla risoluzione atomica rivelano la presenza di ondulazioni alla scala dei nanometri. Vengono misurati l’energy gap e l’incurvamento superficiale della bande. Inoltre vengono identificate una serie di transizioni interbanda dovute all’interfaccia InGaN/GaN.

Preparation and characterization of grafted nonwoven membranes for bioseparations

Protein purification plays a crucial role in biotechnology and biomanufacturing, where downstream unit operations account for 40%-80% of the overall costs. To overcome this issue, companies strive to simplify the separation process by reducing the number of steps and replacing expensive separation devices. In this context, commercially available polybutylene terephthalate (PBT) melt-blown nonwoven membranes have been developed as a novel disposable membrane chromatography support. The PBT nonwoven membrane is able to capture products and reduce contaminants by ion exchange chromatography. The PBT nonwoven membrane was modified by grafting a poly(glycidyl methacrylate) (GMA) layer by either photo-induced graft polymerization or heat induced graft polymerization. The epoxy groups of GMA monomer were subsequently converted into cation and anion exchangers by reaction with either sulfonic acid groups or diethylamine (DEA), respectively. Several parameters of the procedure were studied, especially the effect of (i) % weight gain and (ii) ligand density on the static protein binding capacity. Bovine Serum Albumin (BSA) and human Immunoglobulin G (hIgG) were utilized as model proteins in the anion and cation exchange studies. The performance of ion exchange PBT nonwovens by HIG was evaluated under flow conditions. The anion- and cation- exchange HIG PBT nonwovens were evaluated for their ability to selectively adsorb and elute BSA or hIgG from a mixture of proteins. Cation exchange nonwovens were not able to reach a good protein separation, whereas anion exchange HIG nonwovens were able to absorb and elute BSA with very high value of purity and yield, in only one step of purification.