Catalisi in tempo reale

Si definiscono catalizzatori le sostanze che rendono più semplice e rapida una trasformazione chimica, rimanendo inalterate al termine della stessa. L'industria fa oggi largo uso di queste sostanze per produrre molti beni di largo consumo come farmaci, materie plastiche, carburanti e fertilizzanti. L'utilizzo di un valido catalizzatore consente di risparmiare energia, aumentare la sicurezza del processo industriale e ridurne anche l'impatto ambientale.

Ad Elettra opera SuperESCA, una beamline di fotoemissione ad alta risoluzione che permette di studiare proprio "in tempo reale" processi che avvengono su scale di tempi che vanno da qualche secondo a un centinaio di microsecondi. Si tratta quindi di uno strumento ideale per analizzare i sistemi catalitici.
In uno studio effettuato su SuperESCA da alcuni ricercatori dell'Università di Cambridge, si è scoperta una particolare proprietà del rame che, anche se usualmente non presenta proprietà catalitiche per la reazione chimica che trasforma la crotonaldeide in alcol crotilico, diventa un catalizzatore con efficienza pari al 100 % in presenza di zolfo sulla sua superficie. Questa reazione chimica è particolarmente interessante e di considerevole importanza in molte aree della chimica industriale.
Negli ultimi anni, con la comparsa di nuovi tipi di catalizzatori basati sulle nanotecnologie, strumenti di analisi come la beamline SuperESCA sono un valido aiuto per una caratterizzazione completa dei processi catalitici, indispensabile per il "design" di catalizzatori innovativi.

Facility: Beamline SuperESCA.

Bibliografia: Real-time X-ray photoelectron spectroscopy of surface reactions; A. Baraldi, G. Comelli, S. Lizzit, M. Kiskinova, G. Paolucci; Surface Science Reports 49 (6-8), p. 169; 2003.