Ceria come catalizzatore per la conversione diretta dell'anidride carbonica in dimetilcarbonato

Nel presente lavoro di tesi sono stati sintetizzati diversi campioni di ceria attraverso il metodo SCS, variando il combustibile e la temperatura di reazione, al fine di utilizzarli come catalizzatori per la conversione diretta di anidride carbonica e metanolo in dimetilcarbonato. Le proprietà chimico-fisiche dei catalizzatori sono state caratterizzate mediante diverse tecniche sperimentali. La diffrattometria da polveri ha permesso di confermare che i prodotti ottenuti fossero puri senza presenza di fasi secondarie e di calcolare la dimensione media dei cristalliti. Tramite analisi delle isoterme di adsorbimento di N2, ottenute alla temperatura dell’azoto liquido, si è misurata la SSA (BET). Per studiare la morfologia superficiale dei vari catalizzatori sono state acquisite immagini FESEM. Infine, è stata utilizzata la spettroscopia IR per studiare le proprietà acido-base (tra cui la formazione di FLP) mediante l’adsorbimento di CO e per investigare la formazione delle specie superficiali attive (carbonati e metossidi) mediante interazione con anidride carbonica e metanolo. I materiali sono stati studiati sia in stato ossidato che ridotto, mettendo in atto specifiche procedure di attivazione prima delle misure di adsorbimento delle varie molecole sonda. In seguito, per verificare l’effettiva attivazione di anidride carbonica e metanolo tramite le FLP presenti sulla superficie del catalizzatore è stata sfruttata la loro reattività per formare MMC, studiando l’interazione chimica di anidride carbonica/metanolo con la superficie di ceria precedentemente saturata con specie metossido o specie tipo-carbonati rispettivamente. Per concludere, sono stati effettuati sui campioni dei test catalitici con reattore per verificarne le differenti reattività e confrontarli coi valori ottenuti da una ceria commerciale. I campioni sintetizzati in questo lavoro di tesi si potrebbero candidare come possibili catalizzatori per questa reazione, grazie alla semplicità della loro procedura sintetica e alle loro interessanti prestazioni catalitiche.