Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze degli aspetti fondamentali e delle tecnologie di catalisi per l’ambiente.

Learning Goals

The course aims to provide to the student the knowledge of the fundamental aspects and technologies of environmental catalysis

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali

Teaching Methods

The course is organized in frontal lessons

Prerequisiti

Lo studente deve avere le basi di chimica organica, inorganica ed industriale.

Prerequisites

The student must have the basics of organic, inorganic and industrial chemistry

Verifiche dell'apprendimento

Le modalità di verifica dell’apprendimento consistono in un colloquio che ha l'obiettivo di accertare la comprensione degli argomenti sviluppati durante le lezioni

Assessment

Oral examination concerning the discussion of all items treated in the course

Programma del Corso

Introduzione al corso. Importanza della catalisi nelle tecnologie di protezione ambientale. Fondamenti di catalisi eterogenea e cinetica chimica. Catalisi eterogenea ed omogenea. Caratteristiche principali dei catalizzatori industriali. Sviluppo di sistemi catalitici nanostrutturati. Fenomeni di disattivazione dei catalizzatori. Carboni attivi. Zeoliti. Il comparto aria: principali inquinanti inorganici e organici ed effetti sull’ambiente. Tecnologie catalitiche per il controllo delle emissioni di inquinanti in atmosfera da sorgenti mobili. Sistemi catalitici di abbattimento delle emissioni da motori a benzina, sonda lambda. Sistemi di abbattimento delle emissioni di NOx da motori Diesel e controllo del particolato. Inquinamento da sorgenti stazionarie: riduzione catalitica degli ossidi di azoto e abbattimento dei composti organici volatili (VOC). Il comparto acqua: inquinamento idrico. Principali agenti inquinanti delle acque. Tecnologie tradizionali di depurazione delle acque reflue. Tecnologie Emergenti. Processi di ossidazione avanzata per il trattamento delle acque (AOP). Fotocatalisi per l’ambiente. Principali processi fotocatalitici: rimozione di inquinanti da aria ed acqua. Foto-dissociazione dell’acqua. Processi di riduzione foto-elettrocatalitici. Impatto sull’ambiente dovuto all’uso dei combustibili fossili. Materie prime rinnovabili. Trattamento di Biomasse e produzione di Biocombustibili. Tecnologie catalitiche innovative per la riduzione delle emissioni di gas serra: idrogeno e celle a combustibile. ​​​​​​​

Course Syllabus

Introduction. The role of catalysis in environmental protection technologies. Fundamentals of catalysis and chemical kinetics. Heterogeneous and homogeneous catalysis. Characteristics of industrial catalysts. Development of nanostructured catalytic systems. Deactivation of catalysts. Activated carbon. Zeolites. Air Pollution: main inorganic and organic pollutants and environmental damage. Catalytic technologies for reducing emissions from mobile sources. Catalytic converters for gasoline, lambda probe. Removal of NOx for diesel engines and particulate matter emission control. Stationary sources: catalytic reduction of nitrogen oxides and abatement of volatile organic compounds (VOC). Water pollution. Main water pollutants. Wastewater treatment technologies. Emerging Technologies. Advanced oxidation processes for water treatment (AOP). Photocatalysis for the environment. Main photocatalytic processes: removal of pollutants from air and water. Water Photo-electrolysis. Photo-electrocatalytic reduction processes. Impact on the environment due to the use of fossil fuels. Renewable raw materials. Treatment of Biomass and production of Biofuels. Innovative catalytic technologies for reducing greenhouse gas emissions: hydrogen and fuel cells.