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Si tratta di un volume inserito nella serie di "Lezioni di scienza e tecnologia delle macromolecole. La sintesi di polimeri - Scuola AIM 2022" dedicato appunto alla sintesi di polimeri nell'ambito della Suola AIM Mario Farina-2022; il nostro contributo riguarda la polimerizzazione stereospecifica di dieni coniugati

La progettazione di nuovi catalizzatori eterogenei selettivi richiede la definizione di procedure di preparazione mirate, affiancate da un approccio di caratterizzazione basato su più tecniche chimico-fisiche. In questo contributo, saranno presentati esempi relativi all'ottimizzazione di nuovi catalizzatori solidi contenenti centri metallici cataliticamente attivi ottenuti a partire da argille sintetiche, un supporto versatile che può essere modificato in modo razionale per introdurre nuove ed interessanti funzionalità.

Il presente documento illustra in sintesi l'attività sperimentale svolta presso il CNR-ITAE di Messina, nel periodo Aprile - Luglio 2017, nell'ambito del contratto di ricerca dal titolo "Valorizzazione della lignina in biomolecole e biofuel: Idrodeossigenazione catalitica per la produzione di una miscela ricca in aromatici a partire da olio ligninico".

Il presente documento rappresenta il Deliverable di progetto (TERMOREF) che fa seguito al periodo di attività 01/04/2017 - 30/11/2017 per quanto riguarda l'O.R. 2: Impianti pro-totipali di pirogassificazione e termoreforming e O.R. 3: Upgrading dei prodotti liquidi e gassosi attraverso processi catalitici. Nello specifico, si fa riferimento alle attività di O.R. 2 relative al supporto tecnico-scientifico all'azienda Tadini per la sperimentazione dell'impianto prototipale di gassificazione e termoreforming, ed O.R. 3 legata alla produ-zione di catalizzatori per upgrading di Syngas.

Descrizione dettagliata delle attività di ricerca relative allo sviluppo di materiali strutturati per il processo di steam reforming del diesel, allo sviluppo di un processore per la produzione di idrogeno da diesel simulato Sviluppo e test di validazione di celle a combustibile SOFC integrate con un reformer alimentato con diesel marino sumulato.

Development and characterisation of innovative electro-catalysts based on Platinum supported onto non-carbonaceous materials for Polymer Electrolyte Fuel Cells (PEFCs) applications

Il Progetto RECAT è giunto al suo secondo giro di boa ed ha prodotto una notevole serie di risultati, che vengono qui presentati in forma sintetica. Molti di questi sono già o saranno oggetto di pubblicazioni: tra esse, le nuove metodiche di indagine per la determinazione del grado di attivazione, la realizzazione del processo di lisciviazione via "succo di limone" del lantanio dalla carcassa dei catalizzatori esausti trattati per via meccanochimica, e anche lo stesso processo MECCANOCHIMICO, che finora è stato oggetto di interesse solo per pochi. La meccanochimica sembra molto più vicina all'alchimia che alla chimica, apparentemente. In realtà le leggi che la governano sono semplici come quelle della chimica e sottendono un mondo dove l'energia che innesca le reazioni non viene erogata dalla ossidazione violenta di ostanze o dall'introduzione di reagenti aggressivi e costosi, bensì da reazioni a movimenti meccanici, che in modo regolare e controllabile generano attriti e urti che a loro volta determinano delle trasformazioni in modo più semplice e facile rispetto ai metodi tradizionali. In queste fasi del progetto abbiamo imparato a cristallizzare zeoliti a pressione ambientale a partire dai residui della lisciviazione e abbiamo capito come queste zeoliti potranno esserci utili come assorbenti di inquinanti e come catalizzatori di reazioni di ossidazione, ad esempio per ridurre il TOC di un rifiuto. Abbiamo altresì imparato a estrarre il lantanio non come fanno gli Altri, cioè con l'acido nitrico, bensì con il succo di agrumi di Sicilia.. e la resa non è male.. Giovani ricercatori sono stati chiamati a lavorare nel nostro Gruppo di Ricerca e hanno prodotto importanti risultati sulle metodiche di speciazione chimica del nichel, uno degli inquinanti più perniciosi dei catalizzatori esausti e anche sulle metodiche di caratterizzazione per via microscopia ottica accoppiata alla spettroscopia Raman delle particelle da sottoporre a trattamento o cristallizzate. Infine abbiamo progettato l'Impianto, e ne abbiamo creato un protocollo di sperimentazione che abbiamo presentato alla Regione Siciliana per le necessarie autorizzazioni. In questo protocollo abbiamo messo una folta schiera di controlli, alcuni dei quali ridondanti per un impianto industriale ma molto utili per noi che dobbiamo monitorare lo status dell'ambiente di lavoro e ciò che accade nell'interno del processo, in vista di successivi sviluppi. Quest'ultime due tematiche verranno presentaeo nella prossima relazione relativa al terzo atto.

Il Progetto Recat è alla fase di startup di impianto. La realizzazione delle strutture e dei cablaggi ha richiesto molto tempo per via dell'utilizzo di sostanze chimiche a temperature più elevate di quella ambiente. Alla data di redazione di questa relazione, comunque, l'impianto ha finalmente iniziato a lavorare. In questa relazione verranno quindi esposti e primi risultati di produzione, le modifiche apportate all'impianto per aumentare il rendimento. Verranno altresì riportate le esperienzre condotte nella zeolitizzazione coadiuvata da altre sostanze di rifiuto o comunque di derivazione secondaria, quali le ceneri vulcaniche che in Sicilia e in particolare nelle aree etnee costituiscono un rifiuto costoso da smaltire. Quindi parleremo di geopolimeri, realizzati con catalizzatore trattato e le pozzolane, come materia prima per la stabilizzazione dei rifiuti speciali. Tale argomento suscita interesse in quanto si tratta di materiali innovativi, impiegati nell'industria ambientale per la stabilizzazione di rifiuti pericolosi e di sostanze radioattive, ma anche nel ripascimento di aree contaminate a bonifica.

Dottorato di Ricerca in Ingegneria Chimica e dei Materiali, Ciclo XX SSD,a.a. 2006-2007 Università della Calabria

The feasibility of coupling a processor for internal indirect reforming of ethanol/water with molten carbonate fuel cells has been verified by several experiments. Two different Rh/Al 2 O 3 catalysts have been prepared and characterised. Several tests to measure the catalytic activity on ethanol steam reforming process have been performed both on alumina and supported catalysts. The tests evidenced that ethanol can be decomposed and steam reforming process can be obtained at well determined conditions of temperature and catalyst load. The 5% Rh/Al 2 O 3 catalyst produced, at 923 K, hydrogen rich gas mixture, that can be considered of high interest for molten carbonate fuel cell applications because it is free from any production of ethylene or other undesirable products. Further, this interest has been confirmed by the good results obtained in the long-term tests carried out on the 5% Rh/Al 2 O 3 catalyst.

The catalytic chemistry of gold has had a relatively belated development with respect to other late transition metals, and this has been attributed to the preconception that gold is expensive and unreactive. The interest in gold has grown over the last thirty years, because both of these conceptions have been proven false, and successful applications of gold catalysis have emerged in chemical processing, pollution control, fuel cells design, and many others fields. These evidences have sparked a veritable “gold rush” in the field of catalysis, both homogeneous and heterogeneous. We investigated the role of gold in both homogeneous and heterogeneous catalytic processes. In fact, the theoretical study of mechanistic details for reactions, that involves and underline the characteristics of gold, have been the subjects of this thesis. Density functional theory (DFT) is the method of choice in this kind of studies. Regarding heterogeneous catalysis the synthesis of vinylacetate is the reaction on which we have focused our attention. In particular, a bimetallic catalyst containing low Pd coverage on Au surface (100 and 111) has been selected to outline the reaction mechanism of VAM formation. We have studied in detail both mechanisms proposed in literature, in order to selected the more active surface and the more likely mechanism. The homogeneous catalytic process that has been selected to point out the catalytic activity of gold is the hydration of 1,2-diphenylacetylene to yield benzyl phenyl ketone, catalyzed by a complex of Au(I) with triphenylposphine. This cationic complex coordinates to the alkyne in the first step of the catalytic cycle, thus rendering it more susceptible for a nucleophilic attack. That reaction is a relatively new synthetic strategy that have recently studied experimentally. Our aim is to elucidate the mechanism of the whole reaction. Dottorato di ricerca in Metodologie Chimiche Inorganiche,XXII Ciclo, a.a.2008-2009 Università della Calabria

Dottorato di Ricerca in Metodologie Chimiche Inorganiche,XIX Ciclo, a.a.2005-2006 Università della Calabria

Dottorato di Ricerca in Metodologie Chimiche Inorganiche,XX Ciclo,a.a. 2006-2007 Università della Calabria

Dottorato di Ricerca in Metodologie Chimiche Inorganiche,XXIII Ciclo,a.a.2009-2010 Università della Calabria

I catalizzatori FCC, utilizzati nella reazione di cracking del petrolio grezzo e composti di un impasto di argilla e zeoliti Y caricate con lantanio, esauriscono la loro attività a valle dei processi petrolchimici e divengono rifiuti. La classificazione di tali rifiuti varia da non pericolosi a pericolosi in funzione sopratutto dei tenori in antimonio, nichel e molibdeno. Per trasformare tali rifiuti in risorse abbiamo studiato un processo basato su un trattamento meccanico di attivazione seguito da una cristallizzazione del prodotto attivato e contemporanea espulsione del lantanio, che è recuperato mediante una lisciviazione e successiva precipitazione con acidi organici (tartarico e citrico). E' così possibile recuperare il 96 % del materiale di rifiuto in due prodotti: un concentrato di lantanio carbonato e un altro di zeolite X e zeolite P.

Scuola di Dottorato "Bernardino Telesio", Metodologie Chimico-inorganiche, Ciclo XXVI SSD, a.a. 2013 Università della Calabria

La fotosintesi artificiale, ovvero la conversione diretta di energia solare in energia chimica attraverso la sintesi fotoindotta di specie chimiche ad alta energia, quali idrogeno e altri combustibili, a partire da specie a bassa energia come acqua e anidride carbonica, un processo ispirato alla fotosintesi naturale, è stato per lungo tempo un sogno inseguito dalla comunità scientifica internazionale. Gli sviluppi degli ultimi anni permettono adesso di affrontare il problema con buone speranze di successo. L’articolo presenta una breve panoramica delle problematiche relative alla fotosintesi artificiale, delle strutture e dei progetti di ricerca nel settore attualmente presenti nei vari Paesi, con particolare attenzione per gli studi che vengono portati avanti dai ricercatori del SOLAR-CHEM, centro interuniversitario italiano per la conversione chimica dell’energia solare.

Le tecniche spettroscopiche sono ampiamente utilizzate nello studio e nel controllo di materiali e reazioni sia su scala di laboratorio che su scala industriale. In questa breve rassegna verranno trattati, come casi particolarmente rappresentativi, lo sviluppo su scala di laboratorio dei metodi spettroscopici cosiddetti operando, e su scala industriale l’applicazione delle tecniche spettroscopiche al controllo di processo di reazioni catalitiche ponendo l’accento sul controllo del catalizzatore stesso. Ognuno dei due ambiti pone sfide e richiede soluzioni appropriate. Attraverso l’analisi di alcuni delle applicazioni di laboratorio e di controllo di processi industriali verranno messe in luce analogie e differenze nei due approcci. Spesso infatti i requisiti sono diversi e i due ambiti non sono perfettamente comunicanti, anche se esistono esempi in cui si è raggiunta una buona convergenza.

Methodologies for the Development of Molecules of Pharmacological Interest, XXIII Ciclo, a.a. 2009-2010 Università della Calabria

After a short survey devoted to revisit the exceptional properties of the various catalytic systems discovered by Giulio Natta and the many structures of the derived polyolefins, the present paper reports about the new processes, which also originate from the research activity of Natta, presently studied and applied for the production of innovative heterophasic materials. In these last polyolefins, with their versatile thermo-mechanical properties, continue to play a fundamental role.

Atomi metallici solvatati ottenuti per reazione di vapori di metalli con vapori di leganti organici debolmente stabilizzanti rappresentano validi precursori per la preparazione di catalizzatori omogenei ed eterogenei, omo- ed eterometallici, nanostrutturati. I catalizzatori così ottenuti sono altamente più attivi e selettivi di analoghi sistemi commerciali.