Studio spettroscopico di ossidazioni selettive e combustione di VOCs su catalizzatori Au/TiO2 e Cu/TiO2

L'incremento delle emissioni inquinanti nell'atmosfera ha portato a studiare una serie di mezzi per abbatterne la tossicità. Lo studio dell'abbattimento dei VOCs (composti organici volatili) presenti negli inquinanti utilizzando catalizzatori in fase eterogenea ha aperto la possibilità di trovare una soluzione ad un problema di importanza crescente.
In questo lavoro di tesi abbiamo analizzato la reattività di due metalli Au e Cu del Gruppo IB supportati su TiO2 nei confronti di una serie di molecole per valutare la loro attività nell'ossidazione selettiva e nella combustione totale.
Le molecole prese in esame sono caratterizzate dalla presenza di tre atomi di carbonio con diversi gruppi funzionali esattamente un alchene (propilene), un chetone (acetone) e un alcol (isopropanolo). Queste molecole sono state inviate su catalizzatori Au/TiO2 e Cu/TiO2 e ne è stata studiata l'interazione a varie temperature tramite la spettroscopia FTIR e la spettroscopia di massa.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di andare ad analizzare dal punto di vista spettroscopico le specie che si formano sulla superficie di questi catalizzatori nel corso di reazioni di combustione e il comportamento di una stessa molecola trattata nelle stesse condizioni su di un catalizzatore a base di Au e a base di Cu.
Il lavoro si è svolto trattando i catalizzatori in modo simmetrico per evidenziarne sempre le differenze e le eventuali similitudini. Abbiamo quindi analizzato la velocità di combustione e la presenza di prodotti intermedi residui sulla superficie differenziando la reattività dei due metalli.
Per l'epossidazione selettiva del propilene in presenza di H2 e O2 si è osservato che variando le condizioni sperimentali di introduzione delle molecole si ha una modificazione della reattività. In particolare inviando prima il propilene sul catalizzatore si ha inibizione mentre inviando prima H2 e O2 si ha inibizione dell'adsorbimento del propilene sulla superficie del solido trovando così conferma ai risultati catalitici di letteratura.