Catalizzatori più ecologici per la produzione chimica
Il settore chimico ha cambiato il mondo e il tenore di vita di molti, in particolare attraverso contributi nei campi dei prodotti petrolchimici, dei prodotti farmaceutici e degli integratori alimentari. La crescente attenzione per la salute e l’ambiente ha ora posto questi obiettivi all’interno del contesto di sostenibilità e basso impatto ambientale. La catalisi ecologica è diventata un obiettivo principale. I catalizzatori consentono alle reazioni maggiore facilità ed efficacia, ma non sono consumati dalle reazioni, così possono essere utilizzati nuovamente. Il progetto finanziato dall’UE NOMGCNP è stato lanciato per sintetizzare catalizzatori eterogenei altamente efficienti per reazioni organiche. I catalizzatori eterogenei sono in diverse fasi rispetto ai reagenti, in genere sistemi di catalizzatore solidi utilizzati per le reazioni in un solvente liquido. La facilità di separazione del catalizzatore dal flusso di prodotto ha agevolato lo sviluppo di processi chimici continui (rispetto ai processi in lotti). Gli scienziati NOMGCNP hanno studiato diversi sistemi catalitici eterogenei. Il nitruro di carbonio mesoporoso è stato utilizzato per sostenere le nanoparticelle di metallo nobile di oro (Au), Palladio (Pd) o leghe (Au-Pd). I sistemi erano moderatamente attivi nella catalisi dell’ossidazione di alcool benzilico, tuttavia era difficile separare il catalizzatore dalla miscela di reazione in seguito. Le leghe di Au-Pd hanno supportato carboni meso e microporosi derivati dal carburo con aree molto superficiali hanno dimostrato attività eccellente per l’ossidazione di alcool benzilico, più del 100 % superiore rispetto alle nanoparticelle di Au-Pd immobilizzato da carbonio attive commercialmente disponibili. I fogli di ossido di grafene erano eccellenti stabilizzanti inorganici per immobilizzare le nanoparticelle di Au-Pd. I ricercatori hanno dimostrato l’avvenuta formazione di nanoparticelle di Au-Pd altamente accessibili e ben disperse immobilizzate con i composti inorganici di fogli di ossido di grafene e titania intercalata per formare catalizzatori ternari ibridi. Hanno catalizzato l’ossidazione di una gamma di alcol con attività paragonabili e una maggiore stabilità rispetto a sistemi analoghi di catalizzatori stabilizzati su molecole organiche quali alcool polivinilico o polivinilpirrolidone. Ulteriormente, i catalizzatori ternari ibridi erano ideali per la sintesi diretta di perossido di idrogeno da gas idrogeno e ossigeno. La catalisi ecologica è uno degli obiettivi principali dei reparti di ricerca e sviluppo. L’avanzamento avrà un impatto significativo sulla sostenibilità e l’eco-compatibilità di un enorme mercato importante dal punto di vista socioeconomico. NOMGCNP ha fornito nuovi catalizzatori per supportare lo sforzo e la posizione dell’UE nel mercato globale.
Parole chiave
Produzione chimica, catalisi ecologica, catalizzatori eterogenei, nitruro di carbonio, nanoparticelle metalliche
