Obiettivi Formativi

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.

Learning Goals

The course will focus on technologies for the synthesis of solid industrial catalysts, their morphological and chemical-physical characterizations and their testing in continuous and discontinuous reactors.

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni frontali riguardanti la spiegazione delle esperienze di laboratorio, con riferimenti teorici. La frequenza alle lezioni è obbligatoria, sono consentite assenze per non più del 30% delle ore di didattica complessiva. La frequenza verrà accertata tramite appUniMe e/o foglio firme.

Teaching Methods

Frontal lessons and laboratory practice. The class attendance is mandatory; absences are allowed for no more than 30 percent of the total teaching hours. Attendance will be ascertained by appUniMe and/or signature form.

Prerequisiti

Lo studente deve aver frequentato i corsi di Chimica Generale, Chimica Industriale e Chimica Fisica.

Prerequisites

The student must have attended the courses of General Chemistry, Industrial Chemistry and Physical Chemistry.

Verifiche dell'apprendimento

Esame orale, valutazione delle relazioni relative alle esperienze di laboratorio, valutazione delle abilità tecnico-pratiche.

Assessment

Oral examination, evaluation of practical skills acquired, evaluation of laboratory reports.

Programma del Corso

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.

Course Syllabus

The laboratory course (6CFU) is divided into frontal lessons (12 hours) and laboratory practice (48 hours). During the frontal lessons, starting from the principles of industrial chemistry, both theoretical and experimental aspects of heterogeneous catalysis and the different synthesis and characterization methods of catalysts will be discussed. Aspects related to laboratory safety will also be addressed. During the laboratory practice a series of experiments concerning the preparation of heterogeneous catalysts will be carried out individually with the aim of acquiring familiarity with the main preparation methods. Furthermore, all the synthesized catalysts will be subjected to a chemical, morphological and structural characterization by means of XRD, SEM-EDX, BET analyses. Safety in chemical laboratories: Personal protective equipment, Hazard symbols and hazard pictograms, Pressurized gas tanks. General aspects of heterogeneous catalysis: Classification of catalysts. Synthesis methods for bulk and supported catalysts, precipitation, co-precipitation, sol-gel, hydrothermal synthesis, incipient wetness impregnation. Structural and morphological characterization techniques of catalysts, BET method and adsorption isotherms, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, chemisorption of probe molecules. Catalytic activity, parameters for the evaluation of catalytic activity (conversion, selectivity and yield). Structure-activity relationship. Laboratory experiments: synthesis of bulk and supported catalytic materials with different preparation methods; chemical, morphological and structural characterization of the prepared catalysts; evaluation of the catalytic activity in reactions of industrial interest.