196 resultados para catalizzatori strutturati elettrosintesi metalli nobili nanoparticelle schiume metalliche


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Nellambito del tirocinio svolto stato affrontato lo studio del Progetto di messa in sicurezza e bonifica della Raffineria ISAB IMP. SUD, attiva nel SIN di Priolo Gargallo. In particolare lo studio ha visto il Monitoraggio Annuale delle acquee sotterranee. Il lavoro stato articolato nelle seguenti fasi: Lo studio del Progetto di messa in sicurezza e bonifica dellarea Il campionamento delle acque attraverso sopralluoghi in campo Le analisi in laboratorio La validazione dei dati ottenuti La stesura della relazione tecnica relativamente ai dati validati, trasmessa allazienda e agli enti competenti Il campionamento, che avviene attraverso un piezometro, prevede: Inizialmente la misura del livello statico della falda tramite freatimetro Segue la fase di spurgo, fin quando non si ha la stabilizzazione dei parametri quali pE, pH, temperatura, conducibilit elettrica, ecc misurati in continuo tramite una sonda multiparametrica accoppiata alla cella di flusso Infine si campiona. In laboratorio sono state applicate le seguenti tecniche per lanalisi degli inquinanti definiti dal D.L.152/06: VOC e IPA; Analisi svolte secondo le metodiche ufficiali EPA 8260B e EPA 8272 Metalli; EPA 6020 a Idrocarburi; UNI EN ISO 9377-2/2002 (fraz. C10-C40). La validazione dei dati ha visto in particolare lelaborazione dei risultati attraverso il confronto, per ogni parametro, tra i dati forniti dallAzienda e i risultati delle analisi compiute dallARPA. Inerentemente al seguente studio stata condotta, sulla base dei risultati delle diverse fasi di indagine ambientale svolte dallazienda, lanalisi di rischio sito-specifica utilizzando il software RiskNet.

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Questo lavoro riguarda la sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle basate sul magnesio per l'immagazzinamento di idrogeno. Le nanoparticelle sono state cresciute mediante Inert Gas Condensation, una tecnica aerosol in cui il materiale viene sublimato e diretto verso i substrati tramite un flusso di gas inerte, e caratterizzate attraverso microscopia elettronica e diffrazione di raggi X. Queste operazioni sono state eseguite presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Universit di Bologna. Sono stati sintetizzati due tipi di particelle: nel primo il magnesio viene deposto direttamente sul substrato, nel secondo esso incontra un flusso di ossigeno prima di depositarsi sulla superficie. In questo modo si formano delle particelle con struttura core-shell in cui la parte interna formata da magnesio e quella esterna dal suo ossido. La presenza di una shell consistente dovrebbe permettere, secondo il modello di deformazioni elastiche, di diminuire il valore assoluto dell'entropia di formazione dell'idruro di magnesio, condizione necessaria affinch il desorbimento di idrogeno possa avvenire in maniera pi agevole rispetto a quanto non accada col materiale bulk. Tutti i campioni sono stati ricoperti di palladio, il quale favorisce la dissociazione della molecola di idrogeno. La capacit di assorbimento dell'idrogeno da parte dei campioni stata studiata mediante idrogenografia, una tecnica ottica recentemente sviluppata in cui la quantit di gas assorbita dal materiale legata alla variazione di trasmittanza ottica dello stesso. Le misure sono state eseguite presso l'Universit Tecnica di Delft. I risultati ottenuti evidenziano che le nanoparticelle di solo magnesio mostrano dei chiari plateau di pressione corrispondenti all'assorbimento di idrogeno, tramite cui sono stati stimati i valori di entalpia di formazione. Al contrario, i campioni con struttura core-shell, la cui crescita rappresenta di per s un risultato interessante, non presentano tale comportamento.

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Questo lavoro di Tesi diviso essenzialmente in due parti. La prima parte consiste nello studio delle reazioni di decomposizione termica dei cluster di Chini [Pt3n(CO)6n]2 (n = 3-6) sia come sali sodici che come sali di tetra alchilammonio. Al variare delle condizioni di reazione si ottengono vari prodotti, a volte come specie singole, ma pi spesso come miscele. Tra questi sono stati individuati i prodotti gi noti [Pt19(CO)22]4-, [Pt24(CO)30]2, [Pt26(CO)32]2-. Inoltre sono stati isolati e caratterizzati strutturalmente i nuovi cluster [Pt33(CO)38]2- e [Pt44(CO)45]2-. Nella seconda parte del lavoro di Tesi stata studiata l'ossidazione di [Pt19(CO)22]4- con l'acido HBF4(OCH2CH3)2. Anche questa reazione porta alla formazione di vari prodotti a seconda della quantit di acido impiegata e del tempo di reazione. Sono state individuate al momento le specie [Pt19(CO)22]3-, [Pt40(CO)40]6-, [Pt36(CO)44]2- e [Pt38(CO)44]2-. Tutte queste specie, tranne la prima, sono state caratterizzate strutturalmente. Le nuove specie [Pt33(CO)38]2- e [Pt36(CO)44]2- mostrano delle strutture ccp difettive riconducibili a quella di [Pt38(CO)44]2-. Il cluster [Pt44(CO)45]2- mostra invece una struttura compatta complessa ABCBA, che pu essere vista come due frammenti ccp geminati tramite un piano di riflessione. Il cluster [Pt40(CO)40]6- rappresenta un raro caso (unico per i cluster di platino) di cluster con elevata nuclearit di struttura bcc. La struttura dei nanocluster molecolari ottenuti stata determinata tramite cristallografia a raggi X su cristallo singolo e le propriet redox di alcuni di questi cluster sono state investigate tramite voltammetria ciclica. Il profilo della voltammetria ciclica del [Pt33(CO)38]2 mostra una serie di processi redox, due ossidazioni e quattro riduzioni, che indicano alcune propriet di reversibilit chimica permettendo cos di individuare una serie di cluster strettamente correlati del tipo [Pt33(CO)38]n (n=0-6) come suggeriscono anche gli studi IR spettroelettrochimici. Inoltre sono stati condotti studi 13C{1H}NMR di [Pt19(CO)22]4- arricchito isotopicamente con 13CO per investigare il comportamento di questa specie durante il processo ossidativo.

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In questo lavoro di tesi si applicato dei materiali a base di ossido di grafene in ambito catalitico ed elettrochimico, dopo uno studio iniziale delle propriet del materiale di partenza tramite XRD, ATR, Raman e SEM-EDS e la sua evoluzione durante processi di riduzione per ottimizzare il suo utilizzo. In particolare stato depositato lossido di grafene su delle sfere di Al2O3 (-Al2O3 e -Al2O3) per preparare dei catalizzatori eterogenei per la produzione di 2,5-biidrossimetilfurano (BHMF) tramite idrogenazione del 5-idrossimetilfurfurale (HMF). Le prestazioni del catalizzatore costituito di sfere di -Al2O3 ricoperte di GO sono state paragonate alle prestazioni di un sistema analogo ma contenente anche Pt 1%wt coimpregnato e alle performance della sospensione di GO non supportata. In ambito elettrochimico stato preparato ed ottimizzato un sensore a base di ossido di grafene per determinare la concentrazione del glucosio, fondamentale per i soggetti diabetici. Nellintenzione di ampliare le condizioni di impiego rispetto ai biosensori, sono stati studiati elettrodi modificati con ossido di grafene e composti tipo idrotalciti, i quali operano in ambiente basico sfruttando il fenomeno di scavenging del Ni.

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In questa tesi si propone un progetto software per il controllo automatico delle pressioni in apparato volumetrico, o apparato Sievert, dedicato allo studio dell'assorbimento e desorbimento di idrogeno nei metalli. Si introduce la fisica che regola la formazione degli idruri metallici, e i parametri di studio importanti per lo sviluppo di un sistema energetico basato sull'idrogeno. Particolare attenzione viene data alla misura di cinetica, la percentuale in peso di idrogeno assorbito/desorbito in funzione del tempo. Nel capitolo 2 si mostra il principio di funzionamento di un apparato Sievert e la realizzazione hardware dell'apparato: si compone di una serie di volumi calibrati, separati da valvole, a temperatura costante, tra cui la camera porta-campioni . La pressione al loro interno viene variata immettendo o aspirando idrogeno. Nel capitolo 3 sviluppata la procedura di controllo software tramite LabVIEW, che si impone di impostare una pressione intermedia su un volume parziale, conoscendo la pressione finale, a volumi collegati, alla quale studiare il campione. Questo modo di lavoro permette di non agire direttamente sul campione con le immissioni e le aspirazioni di idrogeno. Il programma stato provato con misure per materiali dalla cinetica molto veloce come il palladio(Pd). I risultati, nel capitolo 4, mostrano che il programma in grado di controllare efficacemente le variazioni di pressioni e la misura di cinetica.

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La diga di Ridracoli costituisce la principale riserva di acqua potabile di tutta la Romagna. E ubicata nellalto Appennino romagnolo, nella vallata del fiume Bidente, dal quale riceve le acque sia direttamente sia indirettamente, per mezzo di una galleria di gronda. Lo studio si concentrato sullo studio dei sedimenti, sia di diga sia dei bacini limitrofi, per effettuare una caratterizzazione geochimica dellarea e un confronto tra i terreni fluviali e di lago. I sedimenti rappresentano un fattore importante perch permettono di determinare le dinamiche che coinvolgono un corso dacqua, la composizione e i possibili contaminanti presenti. Il lavoro svolto si divide in tre fasi: campionamento, analisi dei campioni e interpretazione dei risultati. Sono stati campionati punti in corrispondenza degli affluenti di diga, punti interni al lago e punti lungo il bacino del Bidente. Le analisi svolte consistono in analisi di spettrometria di fluorescenza a raggi X, analisi allIPC-MS con pretrattamento in acqua regia, analisi elementari al CHN, analisi granulometriche con sedigrafo e determinazione della LOI. Attraverso analisi statistiche e di correlazione si osservato il comportamento dei metalli nei confronti dei principali componenti dei sedimenti, della granulometria e del contenuto di materia organica. Sono stati calcolati valori di fondo per i metalli potenzialmente tossici attraverso differenti metodi e confrontati con alcune soglie normative valutando come non vi siano superamenti, a parte per Cr e Ni e Cd, imputabili per semplicemente a caratteristiche geologiche. Si sono costruite infine mappe di concentrazione per evidenziare la distribuzione dei singoli elementi. Si osservato come i campioni di lago abbiano un andamento corrispondente ai campioni delle zone limitrofe senza presentare alcuna anomalia sia pere con concentrazioni localmente pi elevate per la prevalenza di materiale fine. I dati non evidenziano particolari criticit.

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Lo scopo della prototipazione rapida la realizzazione di prototipi destinati alle osservazioni al fine di migliorare il progetto in via di sviluppo. Tuttavia, negli ultimi anni si sta cercando di ottenere prototipi che siano gi di per s funzionali e quindi oggetti pronti all'uso. Soprattutto per i materiali metallici, si stanno sviluppando tecniche di prototipazione che tendono a diventare veri e propri processi tecnologici di produzione: una di queste il processo DMLS (Direct Metal Laser Sintering). La tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva dei Metalli (DMLS) si realizza attraverso un processo per addizione stratificata, in cui lutilizzo di un laser ad alta densit di energia permette di fondere metalli in polvere, creando il modello o il prototipo tridimensionale. La tecnologia DMLS risulta estremamente innovativa ed offre la possibilit di sviluppare componenti con un grado di precisione elevato e un livello di dettaglio accurato. I vantaggi di questa tecnologia sono diversi, ma il pi importante l'estrema flessibilit di progetto in quanto si eliminano i vincoli di fabbricazione dettati dalle tecniche di produzione convenzionali basate sull'asportazione di truciolo, dando cos piena libert di design al progettista. Un esempio di applicazione di questa tecnologia la costruzione di stampi per lo stampaggio ad iniezione: per poter migliorare il ciclo di produzione (in termini di tempo e quindi di denaro) possibile creare canali di raffreddamento interni ottimizzati con forme e traiettorie diverse dalle tradizionali rettilinee ottenute per foratura. Dunque, associando questa tecnologia con i diversi materiali disponibili in commercio, possibile costruire manufatti altamente customizzati e performanti a seconda delle varie esigenze. Lobiettivo di questo lavoro stato quello di stimare e confrontare il limite di fatica per vita infinita di tre serie di provini, ottenuti mediante il processo innovativo DMLS, accresciuti secondo la direzione verticale, orizzontale ed inclinata a 45; in particolare si voluto osservare il comportamento dei provini in questultimo caso, non essendoci informazioni precise in letteratura. La polvere di metallo utilizzata per la fabbricazione dei provini il Maraging Steel, un acciaio dalle caratteristiche meccaniche eccezionali utilizzato soprattutto nel campo aereonautico.

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Abbiamo sintetizzato un nuovo sistema nanogranulare consistente di nanoparticelle di magnetite inserite in idrossiapatite carbonata biomimetica per possibili future prospettive nell'ambito del tissue engineering osseo. Sono stati sintetizzati e studiati tre campioni nanogranulari, uno composto di nanoparticelle di magnetite e due composti di idrossiapatite contenenti magnetite per circa lo 0.8wt.% ed il 4wt.%. Le nanoparticelle di magnetite e il materiale composto sono stati analizzati tramite diffrazione a raggi X (XRD), spettroscopia all'infrarosso (FT-IR) e microscopia in trasmissione elettronica (TEM). Queste analisi hanno fornito informazioni sulla struttura delle nanoparticelle, come il size medio di circa 6 nm e hanno rivelato, sulla loro superficie, la presenza di gruppi idrossilici che incentivano la crescita successiva della fase di idrossiapatite, realizzando una struttura nanocristallina lamellare. I primi studi magnetici, condotti tramite un magnetometro SQUID, hanno mostrato che sia le nanoparticelle as-prepared sia quelle ricoperte di idrossiapatite sono superparamagnetiche a T=300K ma che il rilassamento della magnetizzazione dominato da interazioni magnetiche dipolari di intensit confrontabile all'interno dei tre campioni. I valori di magnetizzazione pi bassi di quelli tipici per la magnetite bulk ci hanno portato ad ipotizzare un possibile fenomeno di canting superficiale per gli spin delle nanoparticelle, fenomeno presente e documentato in letteratura. Nei tre campioni, quello di sole nanoparticelle di magnetite e quelli di idrossiapatite a diverso contenuto di magnetite, si forma uno stato collettivo bloccato a temperature inferiori a circa 20K. Questi risultati indicano che le nanoparticelle di magnetite tendono a formare agglomerati gi nello stato as-prepared che sostanzialmente non vengono alterati con la crescita di idrossiapatite, coerentemente con la possibile formazione di legami idrogeno elettrostatici tra i gruppi idrossilici superficiali. L'analisi Mossbauer del campione di magnetite as-prepared ha mostrato un comportamento bimodale nelle distribuzioni dei campi iperfini presenti alle varie temperature. Passando dalle basse alle alte temperature lo spettro collassa in un doppietto, coerentemente con il passaggio dallo stato bloccato allo stato superparamagnetico per il sistema.

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Questo studio concerne uno studio di fattibilit per l'applicazione dei "positive displacement motors" in ambienti ambienti fortemente critici, soggetti ad alta pressione e alta temperatura. Tali motori sono utilizzati nell'industria Oil & Gas per la perforazione di pozzi petroliferi. Lanalisi stata portata a termine attraverso definizione dellintervallo di temperatura per cui le performance degli strumenti in commercio presenta il maggior numero di failures, compreso tra i 175C e i 225C , e per il quale si vuole riuscire a limitare i rischi connessi e le criticit associate, garantendo cos il raggiungimento dei target con un maggior grado di affidabilit e disponibilit del PDM utilizzato. Analizzando le sollecitazioni agenti sul motore durante le fasi di utilizzo, stato possibile rilevare le principali cause di rottura e malfunzionamento che, nella maggior parte dei casi, possono essere attribuite al rigonfiamento e alla degradazione del materiale elastomerico che costituisce lo statore della power section. Investigando in merito alle differenze e alle propriet di resistenza di numerosi materiali elastomerici a diversi range di temperatura, sono stati evidenziati dei margini di ottimizzazione in particolare relativi alla potenziale riduzione e totale sostituzione della superficie elastomerica con materiale metallico. Ci ha fatto si che fosse necessario un approfondimento sulle caratteristiche degli acciai e delle leghe metalliche, in termini di resistenza a corrosione, costo del materiale, resistenza meccanica e della capacit di mantenere elevate propriet meccaniche con laumento della temperatura, al fine di individuare i migliori candidati per sostituire interamente il materiale elastomerico dello statore in materiale metallico e risolvere cos il problema dellapplicazione dei PDM in ambienti HT-HP.

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Nel campo dellindustria chimica la ricerca si mossa in direzione di rendere i processi pi sostenibili. Ci viene effettuato considerando le linee guida della green chemistry. In questo contesto si colloca la metodologia LCA che valuta limpatto ambientale associato ad un processo o un prodotto, comprendendo tutto il suo ciclo di vita. Nel presente lavoro di tesi si studia lapplicazione della LCA alla sintesi industriale di anidride maleica (AM), che viene ottenuta tramite reazione di ossidazione del benzene o delln-butano. Nello studio si sono modellate tre diverse vie di sintesi dellAM considerando il processo di produzione che parte da benzene e il processo di produzione da butano con due diversi tipi di reattore: il letto fisso e il letto fluido (processo ALMA). Negli scenari si considerano le fasi di produzione dei reagenti e si modellata la fase della reazione di ossidazione e lincenerimento dei sottoprodotti e del reagente non convertito. Confrontando i tre processi, emerge che al processo che parte da benzene sono associati gli impatti globali maggiori mentre il processo ALMA ha un minore carico ambientale. Il processo da benzene risulta avere maggiori impatti per le categorie Cambiamento climatico, Formazione di particolato e Consumo dei metalli. Il processo da butano a tecnologia a letto fisso presenta invece maggiori impatti per le categorie Tossicit umana e Consumo di combustibili fossili, dovuti alla maggiore richiesta energetica effettuata dal processo di ossidazione del butano con tecnologia a letto fisso e alla richiesta di combustibile ausiliario per la fase di incenerimento. Tale risultato emerge anche dallanalisi effettuata con il Cumulative Energy Demand. Al processo ALMA sono associati gli impatti inferiori in assoluto, nonostante abbia una resa inferiore al processo che utilizza il letto fisso. I risultati dellanalisi LCA sono stati confermati dallanalisi delle incertezze, realizzata con il metodo statistico Monte Carlo.

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Lo sviluppo hardware nel campo della robotica ha raggiunto negli ultimi anni livelli impressionanti ed e in continua crescita, e di pari passo si e espansa leterogeneita delle forme che puo assumere, dalle tipologie basate su movimento a terra ai droni volanti, fino a forme piu sofisticate di robot umanoidi che cercano di emularne il comportamento. Se da un lato ora possiamo disporre di hardware sempre piu potente ed efficiente a costi sempre minori, dallaltro programmare il comportamento che un robot deve tenere nelle svariate circostanze in cui puo imbattersi, nel poter portare a compimento il proprio obbiettivo, risulta essere sempre piu complesso. Dopo una breve introduzione alla robotica e alle difficolta che deve affrontare e una panoramica sui robot, cosa siano e come siano strutturati, fulcro della tesi sara lesposizione delle caratteristiche principali di ROS, Robot Operating System, come piattaforma di sviluppo software nel campo della robotica, e si concludera con un semplice caso di studio in cui ne verra messo in mostra concretamente lutilizzo.

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In questo lavoro di tesi stata investigata la possibilit di utilizzare i metallo-esacianoferrati, in particolare il nichel-esacianoferrato (NiHCF) ed indio-esacianoferrato (InHCF), come setacci ionici, per la rimozione selettiva di cationi di terre rare. In particolare si voluto studiare linfluenza di cationi diversi dal K+ e la loro capacit di intercalare nel reticolo cristallino dellInHCF e NiHCF. Grazie alla propriet di scambio ionico, gli esacianoferrati sono in grado di fungere da setacci ionici. I cationi (ad esempio K+) intercalati nella struttura possono essere scambiati con cationi pi pesanti, fino al raggiungimento di un certo limite, dopo il quale un ulteriore scambio sfavorito dalle interazioni repulsive tra gli ioni carichi positivamente. I campioni di indio-esacianoferrato (InHCF) e nichel-esacianoferrato (NiHCF) sono stati sintetizzati sia per via elettrochimica che per via chimica e sono stati caratterizzati utilizzando tecniche elettrochimiche (in particolare la voltammetria ciclica), IR, XRF, TGA e TEM. In questo studio stato dimostrato come lInHCF ed il NiHCF riescano a scambiare in modo selettivo cationi di terre rare e possano quindi essere considerati ottimi candidati nella sintesi e produzione di setacci molecolari.

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Lobbiettivo del lavoro la messa a punto di membrane polimeriche nanoporose funzionalizzate con la N-metil-D-glucamina (NMDG), per la rimozione dellarsenico dalle acque. Al fine di ottenere membrane con propriet di filtro molecolare selettivo, si deciso di sfruttare la capacit della NMDG di chelare selettivamente gli ossianioni dellarsenico. La NMDG stata funzionalizzata in maniera da ottenere due monomeri: metacrilato della N-metil-D-glucammina e 4-vinilbenzil-N-metil-D-glucammina, sui quali stata effettuata una sililazione dei gruppi ossidrilici della glucammina in maniera da ottenere composti liquidi e quindi adatti al processo produttivo delle membrane. Con lobbiettivo di ottenere un elevata area superficiale la morfologia della membrana stata controllata mediante imprinting di nanoparticelle di silice colloidale. La cattura del arsenico da parte delle membrane polimeriche stata valutata mediante analisi di assorbimento atomico a seguito dellattacco acido con HF 5% che rimuove le particelle di silice ed i gruppi protettori.

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In questo lavoro di tesi viene proposto un approccio semplice e innovativo allo sviluppo di un sistema catalitico modulabile in maniera reversibile, basato su catalizzatori tioureidici chirali. La modulazione dellattivit catalitica avviene attraverso interazioni tra un determinato anione e i due protoni tioureidici di questi catalizzatori. A seconda del carattere coordinante di un anione, linterazione che si viene a creare con le tiouree pu essere forte, nel caso di anioni coordinanti come gli alogenuri, o debole, nel caso di anioni debolmente coordinanti quali borati. Una forte interazione da parte dellanione con il catalizzatore si traduce in una inibizione dellattivit catalitica, dal momento che il sito tioureidico non pi disponibile per promuovere eventuali reazioni. Al contrario, un anione debolmente coordinante lascia lattivit catalitica fondamentalmente inalterata, anche in termini di stereoselezione. La reversibilit di questa modulazione ottenuta sfruttando reazioni di metatesi tra due sali che, risultando nella precipitazione di un sale insolubile, riescono a rimuovere un determinato anione dallambiente di reazione per sostituirlo con un altro.

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La tesi parla dei software OCR, della loro storia e di come si sono evoluti nel tempo, come sono strutturati e come funziona la logica alla base del loro funzionamento, inoltre studia come questi software vengano utilizzati nella lettura dei contatori di consumo domestici.