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Sintesi di triossido di cobalto e lantanio mediante processi sol-gel

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Introduzione II delle nuove vie, e quindi, in entrambi i casi, portando un contributo positivo al miglioramento della qualità della vita. Il presente lavoro di tesi nasce sostanzialmente insieme alla mia borsa di studio Erasmus, che mi ha portato a vivere tre mesi in Norvegia e a lavorare alla Norwegian University of Science and Technology (NTNU) di Trondheim. L’oggetto di questo studio è il triossido di cobalto e lantanio, un ossido perovskitico dalle molteplici applicazioni, che è considerato con interesse per le notevoli proprietà chimico-fisiche e catalitiche. L’idea di approfondire la conoscenza di questo materiale viene proprio dalla sua funzione di catalizzatore per la reazione di parziale ossidazione di metano a gas di sintesi (CO + H 2 ), che rappresenta un importante traguardo applicativo soprattutto nei paesi che possiedono grosse risorse energetiche naturali, come appunto la Norvegia. Il vantaggio nell’uso del triossido di cobalto e lantanio risiede nel fatto che, catalizzando questa reazione, consente di trasportare facilmente e con maggior sicurezza il combustibile. 1 La tecnica di sintesi che si è scelto di utilizzare in questo lavoro di tesi è il processo sol-gel. Questo metodo si basa sulla trasformazione di una opportuna soluzione di composti precursori in un gel, mediante reazioni di idrolisi e condensazione che, nel 1 Negli ultimi anni, si sono concentrati studi sulla conversione sia diretta sia indiretta di metano a combustibili facilmente trasportabili; la conversione diretta richiede una parziale ossidazione di metano a metanolo, formaldeide, o alcheni, e costituisce un difficile approccio al processo teorico, in quanto i prodotti della reazione sono più reattivi del reagente stesso, il metano, inconveniente che porta a ossidazione incontrollata e bassa selettività. La conversione indiretta, invece, richiede l’ossidazione del metano a gas di sintesi, in un primo stadio tramite steam reforming, ossidazione parziale diretta, o una combinazione dei due; il gas di sintesi è poi convertito nei prodotti in un secondo stadio mediante il processo Fischer-Tropsch o la sintesi del metanolo. Questa seconda via però, essendo molto endotermica, richiede un’enorme spesa energetica per operare ad elevate pressioni e temperature. Un’alternativa a queste due vie è costituita dall’utilizzo di aria come fonte di ossigeno per la parziale ossidazione del metano, tuttavia anche questa strada possiede un inconveniente: nelle condizioni operative infatti non è tollerata la presenza di azoto, ma è richiesto ossigeno puro. Il triossido di cobalto e lantanio, ad alte temperature e opportunamente supportato, costituisce una membrana permeabile all’ossigeno ma non all’azoto o ad altri gas, e quindi rappresenta una potenziale soluzione ai problemi della conversione del metano in gas di sintesi. Inoltre, esso esibisce sia conducibilità ionica sia elettronica, quindi trasporta non solo ioni ossigeno (agendo così selettivamente) ma anche elettroni dal sito catalitico del reattore all’interfaccia di riduzione dell’ossigeno, senza quindi richiedere elettrodi esterni [Balachandran et al. (1995)].
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Sintesi di triossido di cobalto e lantanio mediante processi sol-gel

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Informazioni tesi

  Autore: Laura Bertolo
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2000-01
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Chimica
  Relatore: EugenioTondello
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 80

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Parole chiave

acetato di cobalto
binding energy
cobaltato di lantanio
condensazione
idrolisi
isopropossido di lantanio
nitrato di lantanio
ossidi
sol gel
chimica inorganica
film sottili

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