Presentazione laboratorio di catalisi - Dipartimento di Scienze ...
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<strong>Dipartimento</strong> <strong>di</strong> <strong>Scienze</strong> ChimicheUniversità degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> CataniaLaboratorio <strong>di</strong> CatalisiIndustriale ed dAmbientaleC. Crisafulli e S. Scirè
Tematiche <strong>di</strong> ricercaIl gruppo si occupa <strong>di</strong> ricerche inerenti i processi catalitici infase eterogenea con particolare riguardo alla sintesi ecaratterizzazione <strong>di</strong> catalizzatori e alla loro applicazione inreazioni <strong>di</strong> interesse ambientale, energetico ed industrialeMarmitte cataliticheProduzione idrogenoper fuel cellsCatalizzatori industriali
Importanza della <strong>catalisi</strong>• 90% dei processi nell’industria chimica usacatalizzatorit i• Le ven<strong>di</strong>te <strong>di</strong> catalizzatori aumentano <strong>di</strong> circa il 5-10% l’annoCatalisi → Green chemistry• Abbassare temperatura e pressione del processoMigliore efficienza energetica e minori emissioni <strong>di</strong>CO 2• Aumentare la selettività del processoMinore quantità <strong>di</strong> sottoprodotti tti e/o scarti (processi‘zero-waste’)
CatalisieterogeneaIdrogenazione etileneSintesi ammoniaca
Preparazioni dei catalizzatori• Impregnazione• wet timpregnation• incipient wetness impregnation• Scambio ionico• Coprecipitazione• Deposizione• Precipitazione-Deposizioneione ione• Chemical Vapor Deposition• Photo-depositionLa preparazione è uno step chiave che influenza leLa preparazione è uno step chiave che influenza leperformance (attività, selettività, stabilità) dei catalizzatori
Reazioni in impiantini pilota• produzione <strong>di</strong> H 2 per fuel-cells(catalizzatori <strong>di</strong> Ru eCo)- steam reforming <strong>di</strong> bio-etanoloC 2 H 5 OH + 3H 2 O → 2CO 2 + 6H 2• purificazionefuel cells sudell’idrogenopersu catalizzatori <strong>di</strong> Au eCusu ossi<strong>di</strong> riducibili (CeO 2 ,Fe2 O 3 )
Reazioni in impiantini pilota• produzione <strong>di</strong> H 2 per micro fuelcells (catalizzatori <strong>di</strong> Ru e Co)- idrolisi <strong>di</strong> NaBH 4NaBH 4 + 2H 2 O → NaBO 2 + 4H 2
Reazioni in impiatini pilota• abbattimento <strong>di</strong> VOC e VOC-Cl su catalizzatori <strong>di</strong> Au, Ag,Pt e Pd supportati su ossi<strong>di</strong>(CeO 2 ,Al2 O 3 ,Fe2 O 3 ,TiO2 )
Riutilizzo materiali <strong>di</strong> scartogranulareSEMAssorbimentoinquinantiSupporto percatalizzatoriin pellet
Correlazione proprietà pcatalitiche ecaratteristiche chimico-fisiche dei catalizzatoriDeterminazione areasuperficiale e volume deiporiAdsorbatoSuperficie catalizzatore
Determinazione <strong>di</strong>mensioni e morfologiacluster metallici2520Frequency (%)1510500 5 10 15 20Diameter (nm)
Caratterizzazione FT-IRPiri<strong>di</strong>na adsorbitaCO adsorbitoAci<strong>di</strong>tà BronstedAci<strong>di</strong>tà Lewis
Principali attrezzature in <strong>laboratorio</strong>• Impiantini per test <strong>di</strong> attività catalitica• Gas-cromatografi con rivelatori FID e TCD• Analizzatori <strong>di</strong> gas a quadrupolo e <strong>di</strong> NOxa chemiluminescenzai• FT-IR con camera ambientale• Termobilancia per TGA/DSC• Apparecchiatura per determinazione areasuperficiale e porosimetria• Apparati per chemisorbimento, TPD, TPR
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