Principi generali della catalisi eterogenea. Passi di una reazione catalitica: adsorbimento, reazione di superficie, desorbimento. Flusso di gas (teoria cinetica). Atomi per unità di superficie, atomi di bulk. Sticking probability. Fattore sterico, Copertura. Fattore esponenziale. Velocità di adsorbimento e desorbimento. Calore di adsorbimento. Isoterme di adsorbimento (Langmuir, Freundlich, Temkin). Adsorbimento fisico e chimico. Eterogeneità superficiale. Meccanismi di reazione (Langmuir-Hinshelwood e Eley-Rideal). Passi elementari di una reazione catalitica. Centri attivi e Rate Determining Step. (12 ore di lezione frontale) Esempi di reazioni catalizzate. Attività catalitica e selettività. Decomposizione acido formico (Principio di Sabatier). Idrogenazione di alcheni con deuterio (Meccanismo di Horiuty-Polanyi). Esempi di “Vulcano plot”. Network della reazione di idrogenazione di alchini. Fattori cinetici e termodinamici che determinano la selettività. Correlazione struttura elettronica-attività catalitica. Decomposizione di N2O su ossidi: correlazione attività-proprietà di semi-conduzione, ruolo del sito isolato, ruolo della matrice. (12 ore di lezione frontale) Preparazione di catalizzatori. Principali supporti e relativi metodi di preparazione: precipitazione, co-precipitazione, sol-gel. Catalizzatori supportati e relativi metodi di preparazione: confronto tra impregnazione (dry e wet) e equilibrium adsorption. Preparazione catalizzatori CoOx/ZrO2. Cenni sulle soluzioni solide di ioni di metalli di transizione. Zeoliti: metodo dello scambio ionico e della deposizione chimica di vapori (CVD, chemical vapour deposition). (8 ore di lezione frontale) Caratterizzazione dei catalizzatori. Riduzione a temperatura programmata (TPD). Proprietà acido base dei siti di superficie. Caratterizzazione spettroscopica di superficie mediante FTIR con molecole spia. Caratterizzazione di zeoliti: struttura e reattività di superficie di matrici e campioni scambiati con ioni di metalli di transizione. (8 ore di lezione frontale) Catalisi ambientale. Abbattimento di N2O. Abbattimento di NOx: marmitta catalitica e reazione SCR con ammoniaca su VOx/TiO2 o con idrocarburi zeoliti scambiate con metalli di transizione. Problema della selettività. (8 ore di lezione frontale)

Dispense fornite dal docente e copia delle diapositive proiettate a lezione. S.J. Thomson and G. Webb, “Heterogeneous Catalysis”, Oliver & Boyd, Edinburgh and London 1968 M. Boudart and G- DJéga-Mariadassou, "Kinetic of heterogeneous Catalytic Reactions”, Princeton University Press 1984