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Combustione catalitica su sistemi perovskitici strutturati

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Anteprima della tesi: Combustione catalitica su sistemi perovskitici strutturati, Pagina 7
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intorno agli 800°C, avviene la riduzione a palladio metallico. Il processo è reversibile, per cui
intorno ai 600°C in aria si è riformato PdOx [Quick e Kamitomai 1995, McCarty 1995]. La
forma ridotta è meno attiva di quella ossidata, ma molto si discute ancora su quale delle forme
ossidate sia la più attiva e sulla natura e modalità delle transizioni PdOx-Pd. La transizione
verso una forma meno attiva viene sfruttata in alcuni casi per ottenere un meccanismo di auto
protezione del catalizzatore da fenomeni di surriscaldamento [Dalla Betta 1997]. Infatti, il
problema principale con i metalli nobili è legato alla scarsa resistenza alle alte temperature
(>800°C) a causa di fenomeni di sinterizzazione e volatilizzazione (soprattutto Pt). Ad
esempio è stato calcolato che già dopo 15 h di funzionamento a 1000°C, circa il 70% del
platino originariamente caricato su di un supporto monolitico andrebbe perso [Dalla Betta
1997]. I supporti su cui vengono dispersi i metalli nobili rivestono anch’essi un ruolo molto
importante, perché possono migliorare sensibilmente le proprietà catalitiche oltre che la
resistenza alla sinterizzazione. Ad esempio, la presenza di additivi che fungono da riserva di
ossigeno (CeO2 e SnO2) rallenta la riduzione del PdO a Pd  e ne minimizza gli effetti in
termini di riduzione di attività.
Ossidi semplici di Metalli
La maggior parte degli ossidi dei metalli di transizione mostra attività nell’ossidazione di
idrocarburi, anche se in generale abbastanza inferiore a quella riscontrata con i metalli del
gruppo del platino.  Il vantaggio principale degli ossidi metallici rispetto ai metalli nobili resta
il minor costo della materia prima. Molti studi sono stati condotti con lo scopo di identificare
una scala di attività nell’ossidazione degli idrocarburi leggeri, ottenendo risultati non sempre
concordi [Zwinkels et al. 1993]. In generale i catalizzatori più attivi sono quelli a base di
Co3O4, seguiti da vicino da CuO, NiO, Mn2O3, Fe2O3 e Cr2O3, mentre gli ossidi di Zn e Ti
non sono catalizzatori di ossidazione totale. Tutti questi materiali sono comunque soggetti a
fenomeni più o meno gravi di volatilizzazione e sinterizzano già a temperature moderate, per
cui il loro impiego risulta subordinato alla dispersione su di un supporto ad alta area
superficiale con cui non ci siano interazioni dannose. In particolare è noto che i vari metalli di
transizione possono facilmente disciogliersi nel lattice dell’allumina (supporto tipico)
attraverso reazioni allo stato solido che portano alla formazione di spinelli con struttura
MAl2O4, estremamente meno attivi degli ossidi di partenza [Zwinkels et al. 1993 e 1999]. Al
contrario questi stessi spinelli si sono dimostrati materiali con una buona resistenza e stabilità
termica nelle condizioni tipiche dei processi di combustione, e vista anche la scarsa affinità

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Combustione catalitica su sistemi perovskitici strutturati

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Informazioni tesi

  Autore: Stefano Cimino
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Ingegneria Chimica
Anno: 2001
Docente/Relatore: Gennaro Russo
Correlatore: PaoloCiambelliPieroSalatino
Istituito da: Università degli Studi di Napoli
Dipartimento: Ingegneria Chimica
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 182

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Parole chiave

bruciatori radianti
catalisi
combustione
inquinamento atmosferico
metano
monoliti
perovskiti
reattori strutturati
turbine a gas
chimica industriale

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