Idrogenazione catalitica selettiva di composti organici in fase acquosa = Selective Catalytic Hydrogenation of organic compounds in aqueous phase

Questo lavoro di tesi ha lo scopo di individuare i parametri ottimali delle condizioni di reazione e del sistema catalitico per l’idrogenazione di una corrente di acidi carbossilici in fase acquosa originata da rifiuti urbani. Lo scopo della reazione di idrogenazione è di ottenere alcoli per la produzione di biocarburanti. Il lavoro è articolato in due macro-sezioni: la prima di ricerca bibliografica e la seconda di attività sperimentale. La sezione bibliografica prende in analisi in primo luogo i catalizzatori monometallici, concentrandosi, viste le migliori performance, principalmente sui catalizzatori a base rutenio e sui parametri che ne influenzano l’attività come la sintesi, il materiale di supporto e la dimensione delle particelle; in seguito vengono analizzati i catalizzatori bimetallici a base rutenio a cui viene affiancato un secondo metallo come ferro, stagno o molibdeno, per incrementarne la selettività verso il prodotto desiderato. Così come per i monometallici, allo stesso modo anche per i bimetallici viene fatta un’analisi sui parametri che incidono sulle prestazioni catalitiche come la sintesi, il loading del metallo primario e il rapporto atomico tra il metallo primario e il secondario. La sezione sperimentale è composta da un primo set di prove e analisi di caratterizzazione del catalizzatore attraverso varie tecniche (BET, XPS, ICP, XRD) che hanno lo scopo di determinare le massime condizioni di resa in alcool analizzando catalizzatori commerciali monometallici Ru/C e Ru/Al2O3. In particolare, sono state valutate l’influenza del grado di conversione e della temperatura sulla selettività con i diversi sistemi catalitici. Nella seconda fase del lavoro sperimentale, partendo dalla conoscenza acquisita dall’ampio studio di letteratura, è stato sintetizzato un catalizzatore bimetallico Ru-Fe, caratterizzato e testato in condizioni analoghe ai commerciali, per derivare delle informazioni preliminari e coerenti (dal punto di vista del set-up sperimentale utilizzato) sulle differenze rispetto ai monometallici.