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. L'accertamento della frequenza del modulo di laboratorio (obbligatoria come da regolamento) sarà effettuato dal docente ad ogni inizio di lezione in laboratorio

Teaching Methods

Frontal lessons and laboratory practice. Attendance of the laboratory module (which, as stated in the course guidelines, is compulsory) will be verified by the lecturer at the beginning of each laboratory session.

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

Introduzione al Laboratorio di Chimica Industriale: norme di sicurezza nei laboratori chimici.Richiami teorici degli aspetti generali della catalisi eterogenea.Definizione delle grandezze fondamentali per la valutazione dell’attività catalitica.Sintesi, caratterizzazione e testing di catalizzatori eterogenei in reattori continui e discontinui: cenni teorici ed esecuzione pratica. Programma esteso:  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

Introduction to the Industrial Chemistry Laboratory: chemical laboratory safety.Theoretical recalls of the general aspects of heterogeneous catalysis. Definition of the parameters for the evaluation of the catalytic activity. Synthesis, characterization and testing of heterogeneous catalysts in continuous and batch reactors: theory and practice. Extended program: 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.