Corso di laurea magistrale in Chimica Industriale

Processi di ossidazione avanzata: fondamenti, applicabilità e controllo (Nuovo Ordinamento DM 270)

Advanced Oxidation Processes: Fundamentals, Applicability and Monitoring

Anno accademico 2010/2011

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Strumenti didattici
• Scheda del corso

Obiettivi formativi

Lo studente dovrà aver acquisito i fondamenti teorici ed applicativi dei processi di ossidazione avanzata ed essere in grado di progettare, eseguire e valutare i risultati di esperimenti in questo settore. Dovrà sapersi orientare tra le tecniche di analisi per i processi in continuo e valutare criticamente la scelta dell'approccio  in funzione del parametro da controllare .

Programma

Il corso prevede una prima parte dove verranno trattati aspetti generali del controllo di processo, come base formativa alle applicazioni per i processi di ossidazione avanzata (AOP); successivamente verranno illustrati i fondamenti e le applicazioni di AOP, con particolare attenzione alle applicazioni a sistemi reali.  Controllo dei processi: analisi per iniezione in flusso; principi, strumentazione, trattamento e preconcentrazione on-line del campione. Metodi cinetici di analisi. Analisi elementare organica. Sensori chimici e biochimici (cenni)  per la rilevazione a distanza e l’analisi in continuo; sensori potenziometrici, amperometrici, di conducibilità, ottici. Sensori a stato solido per gas. Sistemi analitici  miniaturizzati; applicazioni cromatografiche ed elettroforetiche. Separazioni cromatografiche, spettroscopia ottica e spettrometria di massa per il controllo di processo. Campionamento per l’analisi on-line.                                                     Applicazione e controllo di processi innovativi di disinquinamento ambientale e di trattamento di reflui. Sistemi solventi tensioattivi per l’estrazione/lavaggio di inquinanti organici da fasi ambientali solide:confronto con tecniche di estrazione esaustiva con solventi. Introduzione ai  processi fotochimici e alle loro possibili applicazioni. Processi fotocatalitici indotti su TiO2; studio delle proprietà elettroniche del materiale e di fenomeni di adsorbimento e degradazione di molecole-modello per via spettrofotometrica. Applicazione di metodi di ossidazione avanzata (AOP) chimici e fotoindotti a percolati e reflui acquosi. Controllo analitico di AOP: analisi del processo primario di abbattimento; identificazione ed evoluzione delle specie intermedie transienti; studio dei processi di mineralizzazione e della natura dei prodotti finali.  Valutazione della tossicità dei reflui. Applicazione a sistemi reali: trattamenti avanzati di potabilizzazione delle acque; monitoraggio del “soil- washing” in  suoli contaminati di siti industriali dismessi; degradazione AOP di inquinanti aromatici presenti in percolati di aree industriali;. trattamento di effluenti da tintoria. Applicazioni su scala della fotocatalisi: presentazione dell’impianto solare UE di Almeria (E). Materiali innovativi per la depurazione dell’aria (piastrelle, cementi ed asfalti fotocatalitici, ecc.)                Le esercitazioni sperimentali verteranno su: a) Processi di estrazione/lavaggio di inquinanti organici presenti in matrici solide con soluzioni micellari: valutazione dell’efficienza. b) Studio con spettroscopia elettronica e vibrazionale delle caratteristiche elettroniche e di superficie di fotocatalizzatori a base TiO2 e della evoluzione di specie molecolari adsorbite durante il processo di degradazione . c) Trattamenti di degradazioni fotoassistita (foto-Fenton, fotocatalisi, fotolisi) di inquinanti organici recalcitranti presenti in reflui liquidi reali e simulati, in celle (solarbox) e in reattori anulari da laboratorio, irraggiando con luce UV e/o solare. Ottimizzazione dei principali parametri operativi. Analisi dei vari stadi dei trattamenti mediante: i) monitoraggio del processo primario di abbattimento (HPLC, spettrofotometria UV-vis), ii) studio dell’evoluzione della mineralizzazione (analisi di TOC, IC dei prodotti ionici, analisi GC dei prodotti finali gassosi); iii) identificazione degli intermedi di degradazione transienti (HPLC-MS, GC-MS). Valutazione bioanalitica della tossicità.

Serpone, Nick / Pelizzetti, Ezio, *Photocatalysis, *Fundamentals and Applications,  1989 John Wiley & Son

• Materiale didattico
• Bacheca appelli
• Orario lezioni
• Vai a Moodle
• Registrati a questo insegnamento
• Studenti registrati
• Invia email agli studenti registrati
• Esporta tabella