CATALISI E FOTOCATALISI PER L'AMBIENTE E L'ENERGIA

Il corso intende fornire le conoscenze fondamentali del fenomeno catalitico in generale e foto catalitico in particolare, approfondendo le applicazioni più moderne della catalisi eterogenea nel campo della produzione di energia, della protezione dell’ambiente e dell’industria chimica sostenibile.

Lezioni frontali con esercizi numerici in aula sugli argomenti trattati

Conoscenze di base di termodinamica e di cinetica chimica.

Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS

• Catalisi: importanza e storia
• Principi di base di catalisi. Catalisi eterogenea ed omogenea. Classificazione dei catalizzatori.
• Catalisi eterogenea ed adsorbimento: fisisorbimento e chemisorbimento. Descrizione quantitativa: isoterme di adsorbimento. Importanza ed applicazione dell’adsorbimento: determinazione area superficiale e distribuzione diametro dei pori, dispersione metallica.
• Cinetica delle reazioni catalizzate. Studio dei principali meccanismi di reazione: Langmuir-Hinshelwood, Eley-Rideal, Mars-van Krevelen.
• Metodi di preparazione e tecniche di caratterizzazione di catalizzatori eterogenei.
• Misura dell’attività di catalizzatori. Disattivazione e suoi meccanismi.
• Catalisi e green chemistry. Acidi e basi solide in catalisi. Processi catalitici a basso impatto ambientale.
• Catalisi per il controllo dell’inquinamento da sorgenti mobili e stazionarie. Sistemi catalitici per motori a benzina e diesel. Catalizzatori per deNOx e deSO_X. Catalytic combustion di VOC.
• Produzione e storage di idrogeno. Fuel cells. Hydrogen economy.
• Catalizzatori per la produzione e l’upgrading di combustibili liquidi.
• Principi e meccanismi della fotocatalisi. Principali foto catalizzatori eterogenei.
• Principali reazioni fotocatalizzate: rimozione di inquinanti da aria ed acqua, ossidazioni selettive, watersplitting, riduzione di CO₂.

1. J. Hagen – Industrial Catalysis: a practical approach. Wiley-VCH

2. C.H Bartholomew, R.J. Farrauto, Fundamentals of industrial catalytic processes, 2^nd ed. Wiley-Interscience

3. G. Ertl, H. Knozinger, J. Weitkamp - Preparation of Solid Catalysts – Wiley-VCH

4. Visible-light-active photocatalysis: nanostructured catalyst design, mechanisms and applications, S.Ghosh ed., Wiley-VCH

5. Photocatalysis and Water Purification, P. Pichat Ed., Wiley-VCH

6. H. Kisch, Semiconductor Photocatalysis, Wiley

Esame orale

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