Catalizzatori al platino: processi e applicazioni
I catalizzatori al platino sono ampiamente impiegati in diversi processi chimici, come l’ossidazione in fase gassosa e l’idrogenazione selettiva. Questi processi sono ampiamente studiati nell’ambito industriale per sviluppare nuove reazioni o migliorare quelle esistenti, poiché giocano un ruolo cruciale nella sintesi di prodotti di uso quotidiano, nella trasformazione di materie prime per ottenere forme di energia e nel supporto per la tutela ambientale e climatica.
I processi catalitici possono essere omogenei, in cui il sistema e il catalizzatore si trovano nella stessa fase, o eterogenei, quando il sistema è in uno stato di aggregazione diverso rispetto al catalizzatore. Le proprietà speciali del platino come catalizzatore sono state conosciute sin dai tempi passati. Ad esempio, J.W. Döbereiner nel 1823 inventò un accenditoio chiamato “lampada di Döbereiner” in cui il platino catalizzava la reazione tra lo zinco e l’acido solforico per produrre idrogeno gassoso.
Inoltre, i catalizzatori al platino e altri metalli preziosi sono impiegati in industriali processi catalitici come nel processo Ostwald per l’ossidazione dell’ammoniaca ad acido nitrico.
Uno dei metodi più ampiamente utilizzati nell’industria chimica e petrolchimica sono i catalizzatori supportati contenenti platino e altri metalli preziosi in sistemi a due componenti. In questa forma, il metallo nobile è disperso sotto forma di nano-cristalli su supporti come allumina, silice o carbone, al fine di realizzare una elevata dispersione della fase metallica e garantire che quasi tutti gli atomi del metallo siano accessibili ai reagenti, generando un gran numero di centri cataliticamente attivi.
Nella depurazione dei gas di scarico dei motori, il platino e altri metalli preziosi vengono utilizzati in catalizzatori come componente attivo. Questi catalizzatori convertono le sostanze nocive contenute nel gas di scarico, come il monossido di carbonio, gli idrocarburi, altre sostanze organiche e gli ossidi di azoto, in anidride carbonica, acqua e azoto.
Fino al 1990, il substrato del catalizzatore era costituito da semplici fili metallici intrecciati, ma in seguito è stato introdotto un nuovo tipo di garza che ha incrementato l’efficienza della conversione e ha esteso la vita del catalizzatore. Nonostante la ricerca di catalizzatori alternativi a causa del costo, il platino rimane indispensabile per questa specie di catalizzatori.
In sintesi, il platino trova un’ampia gamma di applicazioni industriali, incluse la depurazione dei gas di scarico dei motori e vari processi chimici come il processo Ostwald e il processo Andrussow, evidenziando la sua importanza nel settore chimico e petrolchimico.