Nuovi catalizzatori omogenei ed eterogenei per la reazione di carbonatazione dello stirene ossido

Il progetto “Technology Against climate chaNge to mitiGate CO2 envirOnmental security threats”, acronimo “TANGO”, finanziato dal programma Science for Peace and Security della NATO, mira alla convergenza di diverse tecnologie per validare un protocollo volto a ridurre i gas serra, tramite la conversione di CO2 in molecole ad alto valore aggiunto. Questo lavoro di tesi intende approfondire i processi relativi alla produzione di carbonati ciclici usando la CO2 come gas reattivo. In particolare, si è voluta paragonare l’efficienza di catalizzatori omogenei con quella dei rispettivi catalizzatori immobilizzati su nanoparticelle core-shell, aventi il core magnetico e la shell di silice. Al fine di raggiungere questo scopo, l’efficienza di entrambe le classi di catalizzatori è stata testata nei confronti della reazione di carbonatazione dello stirene ossido al corrispondente carbonato, scelta come reazione modello dal progetto TANGO. Nello specifico, dal confronto fra cinque catalizzatori omogenei, è stato individuato lo scaffold catalitico più efficiente. Tale specie cataliticamente attiva è stata selezionata per la successiva immobilizzazione su due classi di nanoparticelle magnetiche, differenti fra loro per la natura del core magnetico: magnetite e cobalto-ferrite. I nanocatalizzatori immobilizzati sono stati ottenuti a seguito dell’ottimizzazione della loro procedura sintetica, che ha previsto gli step successivi di coating con silice del core magnetico, di grafting della nanoparticella con propil ioduro (usato come linker), e di immobilizzazione superficiale della specie cataliticamente attiva. In condizioni di on-surface gas-solid reaction, i nanocatalizzatori ottenuti hanno manifestato attività paragonabile a quella della controparte non immobilizzata.