Catalizzatori bimetallici

I costi di un processo industriale dipendono, tra l’altro, dalla velocità delle reazioni coinvolte: abitualmente un aumento della temperatura provoca un aumento della velocità della reazione stessa ma, in molti casi, ci si avvale di catalizzatori che, abbassando l’energia di attivazione, accelerano il processo.

I catalizzatori che vengono utilizzati sono di tipo poroso al fine di aumentare la superficie di contatto e la reazione procede sulla superficie del catalizzatore: le molecole reagenti diffondono infatti attraverso i pori del catalizzatore.

Nei catalizzatori bimetallici  la presenza di un secondo metallo porta a cambiamenti nella struttura atomica ed elettronica delle nanoparticelle offrendo numerosi vantaggi rispetto ai catalizzatori monometallici in relazione a:

  • effetti geometrici in quanto i siti attivi sono alterati a causa di modificazioni geometriche
  • effetti elettronici in quanti i siti attivi sono modificati dal trasferimento di elettroni tra i metalli
  • effetti di stabilizzazione
  • effetti sinergici
  • effetti bifunzionali in quanto ogni metallo può offrire una funzione diversa nel meccanismo della reazione
  • costituzione della superficie

Negli ultimi decenni sono state fatte ricerche sulla relazione esistente tra configurazione elettronica dei metalli utilizzati quali catalizzatori e la loro attività catalitica da cui si è riscontrato che un catalizzatore bimetallico costituisce un valido supporto nella catalisi eterogenea.

Inizialmente furono compiute ricerche su catalizzatori costituiti rispettivamente da nichelcromo, ruteniorame, osmio– rame, platinoiridio e platino-rutenio nelle reazioni di idrogenazione, deidrogenazione e nei processi di isomerizzazione.

Nell’ultimo decennio si sono studiate le attività catalitiche di catalizzatori bimetallici costituiti dagli elementi del Gruppo VIII i cui capostipiti sono ferro, cobalto e nichel con gli elementi del Gruppo IB costituiti da rame, argento e oro.

Da queste ricerche sono stati ottenuti i catalizzatori bimetallici che vengono utilizzati in molte reazioni tra cui la riduzione dell’ossigeno nelle celle a combustibile.

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Author: Chimicamo

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