Catalizzatori a base di Aquivion® PFSA per la produzione di etilene

Aquivion® PFSA è una resina perfluorosolfonata superacida utilizzata principalmente per la produzione di membrane per celle a combustibile. Il carattere superacido di questa tipologia di materiali potrebbe rappresentare una svolta per molti processi industriali. Adottando Aquivion® come catalizzatore acido eterogeneo si potrebbe ridurre sensibilmente l’impatto ambientale di numerosi processi condotti in catalisi omogenea, riducendo di conseguenza i costi relativi alla purificazione delle correnti in uscita e dello smaltimento degli scarti. L’elevato costo di questo materiale è però un ostacolo al suo utilizzo come catalizzatore su larga scala. Lo scopo di questo elaborato è stato quello di sintetizzare catalizzatori compositi, in cui la fase attiva costituita da Aquivion® è diluita da un supporto ad elevata area superficiale, in modo tale da ridurre i costi relativi al catalizzatore finale ed incrementarne l’attività. Si è deciso di preparare i compositi impiegando due differenti tecniche di sintesi, la Wet Impregnation e l’innovativa tecnica dello Spray-Freeze-Drying, o liofilizzazione. A tale proposito, si è scelto di preparare compositi supportati su silice, allumina e carbone per avere la possibilità di confrontare i vari sistemi ed identificare quale potrebbe permettere la realizzazione del catalizzatore più adatto allo scale-up, combinando quindi un’elevata attività catalitica ad un costo di produzione accettabile. I catalizzatori sono stati testati nella reazione in fase gas di disidratazione dell’etanolo ad etilene, reazione modello condotta in catalisi acida eterogenea, studiando parametri quali il carico di fase attiva, il carico acido, la dimensione dei pellet, la temperatura di reazione ed il tempo di contatto. Questa applicazione di Aquivion® risulta assai innovativa in quanto, ad oggi, tale resina è stata utilizzata in ambito catalitico solamente in fase liquida.