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ADVANCED CATALYTIC AND ADSORBENT MATERIALS FOR GREEN INDUSTRIAL PROCESSES

CODICE 108098
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU 6 cfu al 1° anno di 11430 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (LM SC.MAT.) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/27
SEDE GENOVA (SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI )
PERIODO 1° Semestre

PRESENTAZIONE

La transizione energetica e tecnologica che si sta rendendo necessaria implica una profonda trasformazione dell’industria chimica, con il passaggio da materie prime fossili a materie prime rinnovabili e con una drastica riduzione degli impatti ambientali. L’utilizzo di materie prime rinnovabili per la produzione degli intermedi e dei prodotti finali chimici implica la sviluppo di nuovi processi industriali, che saranno resi possibili dalla produzione di catalizzatori ottimizzati per tali processi. Tali materiali non saranno necessariamente drasticamente diversi da quelli usati nella chimica industriale attuale, ma andranno adattati alla nuova green chemistry.

Nel corso di ADVANCED CATALYTIC AND ADSORBENT MATERIALS FOR GREEN INDUSTRIAL PROCESSES si tratteranno concretamente le specifiche problematiche realative all’ottimizzazione di catalizzatori per alcuni tra i principali processi della chimica verde. In parallelo si tratterà la tematica degli adsorbenti solidi utilizzati nei processi chimici e per la protezione ambientale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di introdurre gli studenti ai materiali necessari per lo sviluppo delle tematiche proprie della chimica industriale “verde”, cioè basata su materie prime rinnovabili e/o di riciclo e applicata alla protezione ambientale, nello scenario della transizione energetica da attuarsi mediante lo sviluppo di processi sostenibili.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi, visite, seminari), lo studio individuale e la discussione in gruppo permetteranno allo studente di:

  • orientarsi nel contesto tecnologico attuale e conoscere le strategie per il futuro;
  • apprendere i fondamenti di processi catalitici per la protezione ambientale, utilizzo di biomasse
  • applicare le competenze acquisite a specifici contesti propri dell’ingegneria ambientale e dei materiali valutando vantaggi e svantaggi di tecnologie e processi sviluppabili.
  • l'aquisizione di queste competenze è  indicata sia per il profilo "Scienziato dei Materiali: Specialista nella Ricerca" sia per il profilo "Scienziato dei Materiali: Specialista nelle Tecnologie", nel settore materiali per l'industria e i processi chimici.

PREREQUISITI

Per un proficuo apprendimento sono necessarie conoscenze base di chimica, chimica industriale e fisica; tuttavia, non è prevista alcuna propedeuticità formale.

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare i docenti all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

MODALITA' DIDATTICHE

Il Corso sarà svolto tramite lezioni in aula tenute in lingua inglese. Saranno possibili viste a impianti e laboratori. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Materiali microporosi e mesoporosi. Gli ossidi puri e gli assidi misti. Acidità e basicità superficiali. Catalisi acida e basica. Utilizzo di ossidi come supporti per la produzione di catalizzatori eterogenei. Meccanismo di dispersione delle nanoparticelle metalliche tramite supporti ad alta area superficiale.  Le zeoliti come catalizzatori solidi acidi a selettività di forma, ambientalmente amichevoli. Loro applicazione alla chimica degli idrocarburi e alla chimica delle biomasse. Le zeoliti come adsorbenti selettivi e setacci molecolari. Applicazione di materiali catalitici alle tecnologie della green chemistry. Catalizzatori supportati e configurazioni reattoristiche avanzate. Catalizzatori per il riutilizzo di CO2.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in Aulaweb dell’insegnamento. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in Aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame, ma i libri seguenti sono suggeriti come testi di appoggio e approfondimento.

Dispense rilasciate dai docenti.

G. Busca, Heterogeneous Catalytic Materials, Solid State Chemistry, Surface Chemistry and Catalytic Behaviour, Elsevier Publishing, 2014.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consisterà in una prova orale, costituita da tre domande su diverse parti del programma svolto

Saranno disponibili 2 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio e febbraio) e 3 appelli per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre). La prova, inoltre, potrà essere sostenuta anche durante le pause didattiche eventualmente previste in autunno e in primavera.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame orale prevede la discussione sulla base di tre domande che possono riguardare tutto il programma presentato a lezione, formulate in termini di quesiti teorici o in forma di problemi applicativi.  L’esame si prefigge di accertare le specifiche competenze acquisite e soprattutto la capacità di utilizzarle combinate assieme per orientarsi in casi applicativi concreti. Saranno valutate inoltre la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della terminologia tecnica e la capacità di ragionamento critico.