Bibliografia
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Sviluppo e caratterizzazione di catalizzatori nanostrutturati in forma di polveri ultrafini per lo più a matrice perovskitica per: a. l'ossidazione parziale del metano -per l'impiego in reattori che combinano insieme reazioni ossidative esotermiche con reazioni di reforming endotermiche, con ciò garantendo l'autotermicità del sistema e la possibilità di assicurare una completa conversione dei reagenti in bassi tempi di contatto (millisecondi, da cui l'elevata compattezza del sistema), nonché il conseguimento di temperature dei prodotti in uscita dell'ordine dei 700-800°C; -in collaborazione con POLIMI che provvederà alla deposizione delle polveri su monoliti ceramici e li testerà nei reattori da essi ottenuti. Verranno effettuate delle indagini esplorative volte a reperire formulazioni in grado di ridurre i contenuti di metalli nobili come il Rh; b. l'ossidazione preferenziale del CO -per l'impiego in reattori utilizzanti un catalizzatore ancorato su un supporto strutturato di natura metallica in cui il calore generato dalle reazioni esotermiche della CO PROX e della WGS viene sfruttato per pre-riscaldare l'aria, surriscaldare il vapore, o addirittura per generarlo). -UNIAQ fornirà polveri a POLITO che provvederà alla loro deposizione su supporti e li testerà nei reattori da essi ottenuti; c. la combustione catalitica di H2/CH4 -per l'impiego in reattori in cui si accoppia una reazione esotermica con una reazione endotermica condotta ad una temperatura lievemente inferiore). -I catalizzatori saranno cineticamente testati poi da UNIUD ed eventualmente depositati su supporti strutturati da UNISA che li potrà eventualmente testare in prove di reattività. Parte di queste polveri saranno inviate ad UNIGE per una loro migliore caratterizzazione mediante spettroscopia vibrazionale. Fasi dell'unità di ricerca: per l'attività a) saranno sintetizzate polveri di perovskiti a base di bario e zirconio e contenenti rodio (Rh) da solo e/o con un metallo di transizione. per l'attività b) saranno sintetizzate polveri di perovskiti a base di bario e zirconio e contenenti palladio-rame (Pd-Cu) ed oro(Au). per l'attività c) saranno sintetizzate polveri di perovskiti a base di bario e zirconio e contenenti platino(Pt) ed un altro metallo. Con una tecnica, messa a punto dal gruppo di ricerca, sarà infine possibile macinare opportunamente le polveri, per portarle ad una dimensione media dell'ordine di 0.5 micron. Infatti si è visto che la macinazione ad umido del prodotto essiccato sottovuoto è relativamente facile in quanto questo prodotto è amorfo, contiene ancora una parte importante di sostanza organica ed ha la consistenza di una meringa. Esso si trasforma, dopo decomposizione della parte organica e calcinazione in letto fluido, in polveri di granulometria submicrometrica. Pertanto le fasi principali previste per le attività a), b) e c) sono le seguenti: Fase 1: Produzione di polveri a struttura perovskitica a base di Ba, Zr, - scelta dei sali precursori partendo, in particolare, da perossido di bario, zirconio isopropossido, palladio acetato, H2PtCl6, [Rh3 (OAc)6 m O(H2O)3]OAc, altri sali dei metalli di transizione prescelti ed acido citrico ed ammoniaca; - preparazione delle soluzioni acquose contenenti gli elementi precedenti in ambiente citrico-ammoniacale e loro riunione in un'unica soluzione - concentrazione sottovuoto in rotavapor da 20 l fino ad ottenere un prodotto ad alta viscosità; - essiccamento in stufa sottovuoto più spinto, con ciclo termico della durata di circa 70 ore; - macinazione in mulino centrifugo operando ad umido per presenza di alcol etilico o propilico con giara e sfere di zirconia; - decomposizione della parte organica in letto fluido in flusso di una miscela di aria/azoto (1,5% di ossigeno) con portata di circa 2 l/min di gas totale, successiva scalata del tenore di O2 a decomposizione avvenuta, utilizzando un reattore da noi progettato (particolarmente adatto per polveri ultrafini); - calcinazione in letto fluido ad alta temperatura (ca. 800°C) in flusso di aria, in modo da ottenere la fase perovskitica avendo eliminato gradualmente l'anidride carbonica; Fase 2: Caratterizzazione chimico-fisica delle polveri - diffrattometria a raggi X (XRD); - analisi termogravimetrica (TGA, DTA); - misure di area superficiale (BET); - misure di microscopia elettronica (SEM) e su alcuni campioni selezionati TEM ad alta risoluzione.
