Il corso verterà sulle tecnologie per la sintesi di catalizzatori industriali solidi, la loro caratterizzazione morfologica e chimico-fisica ed al loro testing in reattori continui e discontinui.
Prerequisiti
Lo studente deve aver frequentato i corsi di Chimica Generale, Chimica Industriale e Chimica Fisica.
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni frontali riguardanti la spiegazione delle esperienze di laboratorio, con riferimenti teorici.
Verifica Apprendimento
Esame orale, valutazione delle relazioni relative alle esperienze di laboratorio, valutazione delle abilità tecnico-pratiche.
Testi
Synthesis of Solid Catalysts EDS. Krijn P. de Jong,Wiley-VCH, 2013; J.A. Moulijn, M. Makkee, A. van Diepen, Chemical Process Technology, Wiley & Sons, 2001. K. H. Buchel, H.-H. Moretto, P. Woditsch, Industrial Inorganic Chemistry, Wiley-VCH, 2000. Kumar, Rawesh. Surface Characterization Techniques: From Theory to Research, Berlin, Boston: De Gruyter, 2022.
Contenuti
Il corso di laboratorio 6CFU si articola in lezioni frontali (12 ore) ed attività in laboratorio (48 ore). Durante le lezioni frontali, partendo dai principi della chimica industriale, saranno discussi gli aspetti sia teorici sia sperimentali della catalisi eterogenea e dei diversi metodi di sintesi e caratterizzazione dei catalizzatori. Verranno inoltre affrontati aspetti legati alla sicurezza di laboratorio. Durante l’attività di laboratorio verranno svolte individualmente una serie di esperimenti riguardanti la preparazione di catalizzatori eterogenei con lo scopo di far acquisire dimestichezza con le principali metodologie di preparazione. Inoltre tutti i catalizzatori sintetizzati saranno sottoposti a caratterizzazione chimica, morfologica e strutturale mediante analisi XRD, SEM-EDX, BET.
Sicurezza nei laboratori chimici: Dispositivi di protezione individuale, Pittogrammi, Frasi di Rischio e Frasi di Sicurezza, Bombole di gas in pressione. Aspetti generali della catalisi eterogenea: Classificazione dei catalizzatori. Metodi di sintesi di catalizzatori in bulk e supportati, precipitazione, co-precipitazione, sol-gel, sintesi idrotermale, incipient wetness impregnation. Tecniche per la caratterizzazione strutturale e morfologica dei catalizzatori, metodo BET ed isoterme di adsorbimento, diffrattometria ai raggi X, microscopia a scansione elettronica, chemisorbimento di molecole probe. Attività catalitica, definizione delle grandezze fondamentali per la valutazione dell’attività catalitica (conversione, selettività e resa). Relazione struttura-attività. Esperienze di laboratorio: sintesi di materiali catalitici in bulk e supportati con differenti metodi di preparazione; caratterizzazione chimica, morfologica e strutturale dei catalizzatori preparati; valutazione della loro attività catalitica in reazioni di interesse industriale.