Nuovi catalizzatori per l'industria chimica
Grazie a livelli massimi di selettività e di stabilità, uniti a un'eccellente attività, i catalizzatori metallo-organici omogenei sono stati inseriti nella chimica organica e inorganica, rivoluzionando la chimica sintetica. Servendosi dei finanziamenti dell'UE stanziati per il progetto HICAT ("Hierarchically organized metal organic catalysts for continuous and multi-batch processes"), i ricercatori hanno combinato la qualità superiore dei catalizzatori metallo-organici con una nuova struttura, occupandosi inoltre della funzionalizzazione di film e di membrane. L'iniziativa ha tentato di sfruttare la struttura di nanoscala mediante l'adozione di un approccio dal basso verso l'alto. I complessi metallici attivi dal punto di vista catalitico sono stati collegati alle nanoparticelle (NP), tra cui gel polimerici o una classe di resina di silicone (silsesquiossani). Queste ultime hanno quindi instaurato legami reciproci per la produzione di membrane innovative caratterizzate da porosità variabili. I nuovi sistemi catalitici, che utilizzano catalizzatori metallici modificati dai silsesquiossani, sono stati impiegati per il funzionamento continuo di reattori che registrano un elevato giro d'affari. Sono stati inoltre sviluppati e brevettati vari percorsi di sintesi semplici ed economici. Gli scienziati hanno inoltre condotto per la prima volta test basati sulla prova di principio per una nuova classe di catalizzatori metallici supportati da polimeri (microgel). Seguirà a breve il deposito dei brevetti relativi a queste sostanze, utilizzate nell'ambito di due reazioni. Il consorzio ha sviluppato importanti tecnologie per la formazione gerarchica di strati di NP con dimensioni omogenee e funzionalità diverse. I dati supportano l'eccellente potenziale delle NP di microgel per la creazione di membrane di separazione con proprietà su misura. Infine, le applicazioni commerciali richiedono spesso membrane con avvolgimento a spirale, ovvero esemplari piatti arrotolati in forme tubolari. Nell'ambito del progetto HICAT, gli scienziati sono stati in grado di fabbricare membrane adeguate in moduli con avvolgimento a spirale, determinando un ulteriore aumento dell'applicabilità e della disponibilità commerciale di tali dispositivi. Potenti catalizzatori di nuova concezione, integrati in membrane porose con funzionalità su misura e forme di rilevanza commerciale, aprono nuovi orizzonti per la catalisi e la separazione integrate. La tecnologia HICAT promette di aumentare il vantaggio competitivo di numerose industrie chimiche dell'UE con una capacità di trattamento superiore per reazioni di rilevanza industriale.