78650 - LABORATORY OF PHOTOCATALYSIS

Scheda insegnamento

  • Docente Giovanni Camera Roda

  • Crediti formativi 3

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Inglese

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Acqua pulita e igiene Consumo e produzione responsabili

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student has knowledge about the fundamentals of photocatalytic reaction and design of photocatalytic processes and the about use of materials suitable for the photocatalytic application in environmental protection.

Programma/Contenuti

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare i concetti ed i metodi propri della reattoristica chimica.

Inoltre padroneggia l'utilizzo di tabelle elettroniche per calcoli e grafici.

Tutte le lezioni saranno tenute in Inglese. È quindi necessaria la comprensione della lingua inglese per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Basics of photocatalysis:

Definition of Photocatalysis. Photocatalysis as an Advanced Oxidation Technology.

Kinetics: Rate of reaction and relevant parameters. The concept of "photodifferential reactor" and its utilization in the kinetic analysis.

Slurry reactors and Immobilized Photocatalyst: Comparison (Pros and Cons). Techniques of deposition of films.

Natural and artificial light. Functional wavelengths.

Radiant Energy Transfer and the relative balance equation (Radiation Transport Equation RTE). Methods for the solution of the RTE.

Design of a Photocatalytic Reactor: Choosing the optical thickness. Optimal Thickness of a Photocatalytic Film. Yields and Effectiveness Factors of a Photocatalytic Reactor.

Detoxification by Photocatalysis: Photocatalysis in aqueous streams. Photocatalysis for gaseous effluents Passive utilization of  building materials functionalized for photocatalytic activity.

Photocatalytic Self-Cleaning Materials.

Integrated processes: Process Intensification by Integration of Photocatalysis with Separation Processes or other Advanced Oxidation Technologies.

 

Laboratory experiences:

  1. Experiments:

    1. Kinetic analysis with a photocatalytic differential slurry reactor.

    2. Deposition of a photocatalytic film by the sol-gel method.

    3. Photocatalytic synthesis of vanillin.

    4. A simple test to assess the photocatalytic activity of materials.

    5. Process intensification in photocatalytic ozonation.

    2. Mathematical modeling:
    1. Solution of the radiant energy transport equation to obtain the LVREA distribution.

    2. Solution of the local mass balance inside a photocatalytic reactor.



Testi/Bibliografia

A. Fujishima, K. Hashimoto and T. Watanabe, TiO2 Photocatalysis. Fundamentals and Applications, BKC inc. 1999.

V. Augugliaro, V. Loddo, M. Pagliaro, G. Palmisano and L. Palmisano, Clean by Light Irradiation. Practical Applications of Supported TiO2, RSC Publishing 2010.

H. De Lasa, B. Serrano and M. Salaices, Photocatalytic Reaction Engineering, Springer 2005.

 

Metodi didattici

Disponibilità   di presentazioni power point degli argomenti trattati.

Programmi di simulazione.

Esercitazioni sul progetto e l'analisi di reattori fotocatalitici.

Analisi di casi esemplificativi.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Relazioni scritte su un paio di argomenti a scelta o su una esercitazione.

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni power point.

Utilizzo di modelli matematici su personal computer per la simulazione di processi fotocatalitici.

Analisi cinetica in laboratorio per la valutazione dei parametri cinetici per una reazione fotocatalitica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giovanni Camera Roda