CHIMICA INDUSTRIALE SOSTENIBILE
Anno accademico 2020/2021 - 2° anno - Curriculum Industria, Ambiente e Beni CulturaliCrediti: 9
SSD: CHIM/04 - CHIMICA INDUSTRIALE
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 147 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 12 di esercitazione, 24 di laboratorio
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
Lo scopo principale del corso è quello di mostrare come negli ultimi anni l'industria chimica è cambiata, evolvendosi verso la ricerca di processi più green ed ecosostenibili, riducendo il suo impatto ambientale attraverso la valorizzazione e il riciclo dei materiali di scarto e contestualmente incrementando l'utilizzo di processi che utilizzano energia rinnovabile. In particolare, si esamineranno numerosi casi studio di processi industriali ad elevetà sostenibilità, si studieranno i nuovi processi innovativi (catalitici e fotocatalitici) per la riduzione degli inquinanti sia in acqua che in aria e verranno analizzate le nuove metodiche e i nuovi materiali utilizzati nell'ambito della chimica industriale sostenibile. La parte di laboratorio sarà incentrata sulla preparazione di questi materiali (catalizzatori) e sulla loro applicazione in esperimenti modello.
Inoltre, in riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce a acquisire le seguenti competenze trasversali:
Conoscenza e capacità di comprensione:
- Conoscenze dei prinicipali processi e impanti industriali ad elevatà sostenibilità
- Capacità di ragionamento sull'intero processo industriale
Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione:
- Capacità di collegare gli studi teorici sulla catalisi e sulla chimica industriale e ambientale a applicazioni reali
- Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo.
Capacità di trarre conclusioni:
- Capacità di ragionamento critico.
- Capacità di collegamento tra i vari argomenti trattati
Abilità comunicative:
- Capacità di descrivere in forma orale, con proprietà di linguaggio e rigore terminologico gli argomenti.
Capacità di apprendere
- Capacità di applicare le conoscenze acquisite per descrivere e commentare un processo o un impianto industriale secondo i criteri della eco-sostenibilità.
- Capacità di sintetizzare e caratterizzare catalizzatori eterogenei supportati.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali e da remoto (qualora ci sia la necessità). Discussioni interattive sugli argomenti trattati.
Laboratorio didattico, esercitazioni sulle esperienze di laboratorio.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di base riguardanti la termodinamica, la cinetica chimica e la catalisi.
Frequenza lezioni
Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS.
Contenuti del corso
- Introduzione e definizioni di chimica verde, chimica sostenibile e chimica industriale sostenibile
- Processi e impianti chimici ad elevatà sostenibilità
- Biotecnologie e biocatalisi
- Produzione di chemicals e di fuels da biomasse
- Anidride Carbonica come risorsa
- Principali esempi di processi industriali sostenibili
- Nanotecnologia e catalisi
- Economia green
- Esperienze di laboratorio: Sintesi e caratterizzazioni di catalizzatori eterogenei attraverso varie metodologie. Test catalitici e fotocatalitici per applicazioni green e energetiche.
Testi di riferimento
- Sustainable Industrial Processes, F.Cavani, G.Centi ,S.Perathoner and F.Trifiró Eds:Wiley-VCH, 2009.
- Catalysis, Green Chemistry and Sustainable Energy, Volume 179 1st Edition; New Technologies for Novel Business Opportunities; A. Basile, G. Centi, M. De Falco, G. Iaquaniello, Eds: Elsevier, 2019
- Nanotechnology in Catalysis, Applications in the Chemical Industry, Energy Development, and Environment Protection, B. Sels, M. Van de Voorde, Eds:Wiley-VCH 2017
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione e definizioni | Appunti delle lezioni- Testo 1: Capitolo 1 |
| 2 | Processi ed impianti chimici ad elevata sostenibilità | Appunti delle lezioni- Testo 1: Capitolo 2 (2.3-2.4); (2.6.3-2.7), Capitolo 4 (4.4-4.5) |
| 3 | Biotecnologie e biocatalisi | Appunti delle lezioni- Testo 1: Capitolo 2 (2.4-2.5) |
| 4 | Produzione di chemicals e di fuels da biomasse | Appunti delle lezioni- Testo 1: Capitolo 8, Capitolo 11; Testo 2: Capitolo 5, Capitolo 10, Capitolo 11, Capitolo 17 |
| 5 | Anidride Carbonica come risorsa | Appunti delle lezioni- Testo 2: Capitolo 21 |
| 6 | Principali esempi di processi industriali sostenibili | Appunti delle lezioni- Testo 1: Capitolo 2 (2.5.6 - 2.5.7), Capitolo 7 |
| 7 | Nanotecnologia e catalisi | Appunti delle lezioni- Testo 3: Capitolo 2, Capitolo 3, Capitolo 7, Capitolo 10, Capitolo 12 |
| 8 | Economia Green | Appunti delle lezioni- Testo 2: Capitolo 9, Capitolo 23, Capitolo 24, Capitolo 25, Capitolo 26 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
L'esame partirà dal commento e dall'approfondimento delle relazioni di laboratorio, poi si passerà ad un argomento a piacere scelto dallo studente e si concluderà con due, tre domande relative agli altri contenuti del corso. Durante le lezioni saranno illustrate e messe in evidenza le eventuali domande dell'esame.