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Abbattimento fotocatalitico di composti organici volatili

Carlo Maria Garofalo

Abbattimento fotocatalitico di composti organici volatili.

Rel. Samir Bensaid, Marco Piumetti, Nunzio Russo. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili, 2018

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Abstract:

L’attenzione verso il controllo e la riduzione delle emissioni gassose, sia da fonti mobili che fonti stazionarie, è cresciuta notevolmente negli ultimi decenni. Il rapido sviluppo di varie industrie come quelle chimiche, energetiche, alimentari, dei trasporti e di raffinazione del greggio, ha fatto si che ancora oggi, seppur in quantità meno rilevante rispetto a prima dell’introduzione di normative specifiche, vengano rilasciate in ambiente notevoli quantitativi di composti inquinanti di diversa natura. Una classe di composti soggetta a molte attenzioni è quella dei composti organici volatili (VOC), che vengono prodotti e utilizzati in gran parte delle attività industriali. Nella classificazione rientrano un vastissimo numero di composti organici, alcuni dei quali cancerogeni e notevolmente pericolosi per la salute umana e animale. La loro emissione, oltre a comportare un potenziale rischio per l’uomo, comporta sicuramente un perturbamento dei delicati equilibri chimico-fisici che caratterizzano l’atmosfera. Le tecnologie attuali di abbattimento di VOC in ambito industriale sono numerose e molto diverse fra loro, e consentono sia di separare ed isolare i composti indesiderati (tecniche di adsorbimento, assorbimento e condensazione) sia di eliminare l’inquinante tramite ossidazione (biologica, termica o catalitica). Attualmente, le combustioni sono tra i processi più comuni utilizzati per l’eliminazione dei VOC in ambito industriale, ma a causa delle alte temperature alle quali lavorano, richiedono notevoli costi di esercizio e monitoraggio. Una soluzione emergente notevolmente interessante è costituita dalla ossidazione fotocatalitica. Con questo processo, possono essere raggiunte alte efficienze di abbattimento comparabili a quelle di processi già esistenti, ma a temperatura ambiente. I fotocatalizzatori sono dei semiconduttori che esplicano la loro attività catalitica soltanto se irradiati da una radiazione con una precisa frequenza. L’ossido di titanio si è rivelato un materiale fotocatalitico molto promettente e notevolmente efficace quando irradiato da radiazione ultravioletta. Nel tentativo di sfruttare la frazione di radiazione UV presente nella luce solare e le radiazioni a lunghezza d’onda nel campo del visibile, da diversi anni vengono investigati nuovi materiali a base di ossidi di titanio dopati con diversi elementi. Alcuni di essi risultano particolarmente promettenti in quanto grazie al dopaggio con metalli e non metalli, si riesce ad abbassare il band-gap necessario alla attivazione del fotocatalizzatore, rendendolo quindi attivo anche se irradiato da radiazioni con lunghezze d’onda più elevate. In questo lavoro sono stati sintetizzati diversi catalizzatori a base di ossidi di titanio, sia in assenza che in presenza di diversi elementi dopanti quali fosforo, azoto, zirconio, azoto-zirconio. Successivamente sono stati effettuati degli studi di caratterizzazione delle polveri e infine sono state investigate le prestazioni in termini di abbattimento di etilene e propilene, sia in presenza di radiazioni esclusivamente UV che in presenza di luce UV-Visibile. Per ogni set di esperimenti, i diversi catalizzatori sono stati testati alle stesse condizioni operative di temperatura, portata, concentrazione di inquinante e distanza dalla fonte luminosa, e le loro performance catalitiche sono state confrontate con quelle del P-25.

Relators: Samir Bensaid, Marco Piumetti, Nunzio Russo
Academic year: 2018/19
Publication type: Electronic
Number of Pages: 75
Subjects:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili
Classe di laurea: New organization > Master science > LM-22 - CHEMICAL ENGINEERING
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/8680
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