Catalisi Eterogenea con Solidi Lamellari
Cosa sono i solidi lamellari
- Strutture stabili
- Ampia variabilità nella composizione chimica
- Porosità regolabile
- Elevata area superficiale
Queste caratteristiche rendono i solidi lamellari catalizzatori eterogenei estremamente attivi e selettivi in numerosi processi catalitici industriali.
Vantaggi dei solidi lamellari in catalisi eterogenea
- Regione interstrato accessibile: ideale per ospitare specie attive o reagenti voluminosi
- Stabilità meccanica: resistenza in condizioni operative gravose
- Elevata superficie specifica: favorisce la dispersione ottimale dei centri attivi
- Flessibilità chimica: possibilità di incorporare ioni metallici o gruppi funzionali, generando siti attivi specifici.
Solidi lamellari funzionalizzati: idrotalciti e fosfati . Tra i materiali più studiati in catalisi eterogenea troviamo:
- Idrotalciti (layered double hydroxides)
- Fosfati di zirconio e titanio
Questi sistemi, opportunamente funzionalizzati, hanno mostrato prestazioni eccellenti in processi catalitici di grande interesse industriale e ambientale.
Applicazioni industriali dei solidi lamellari .
Gli studi e i test industriali hanno dimostrato l’efficacia dei solidi lamellari in processi catalitici avanzati, tra cui:
- Ossidazione dell’acqua → produzione sostenibile di idrogeno verde
- Polimerizzazione stereospecifica → produzione di polimeri isotattici ad alte prestazioni
- Catalisi basica → epossidazione di olefine con H₂O₂
- Baeyer–Villiger ossidazione → trasformazione selettiva di chetoni in esteri/lattone
- Steam reforming di alcoli e biomasse → produzione di idrogeno da fonti rinnovabili
- Fischer–Tropsch → sintesi di carburanti liquidi da syngas
- Decomposizione di N₂O → abbattimento di un gas serra a forte impatto climatico
- SCR (Selective Catalytic Reduction) → riduzione selettiva di NO con NH₃ per il controllo delle emissioni
- Sintesi di GBL (γ–butirrolattone) → produzione di intermedi chimici ad alto valore aggiunto
Chemicals
Soluzioni avanzate per materiali inorganici nanostrutturati
Prolabin & Tefarm è un fornitore leader nella progettazione e sintesi di solidi e ossidi inorganici nanostrutturati in configurazioni 2D e 3D. Grazie a un team altamente qualificato, offriamo supporto end-to-end, dall’approvvigionamento delle materie prime fino alla consegna del prodotto finale, con rigorosi controlli di qualità in ogni fase del processo.
Dalla ricerca al prodotto commerciale
Affidandoti a Prolabin & Tefarm, puoi trasformare la tua idea in un prodotto commerciale in modo rapido, flessibile e su misura. Collaboriamo con aziende e centri di ricerca per sviluppare materiali innovativi destinati a settori strategici come energia rinnovabile, catalisi eterogenea, elettronica e chimica fine.
I nostri materiali
Prolabin & Tefarm mette a disposizione una gamma completa di materiali avanzati per applicazioni industriali e scientifiche:
- Precursori perovskitici e ossidi metallici → per celle solari fotovoltaiche di nuova generazione
- Ossidi e idrossidi nanostrutturati → soluzioni ad alte prestazioni per catalisi ed energia
- Solidi lamellari inorgano–organici → materiali multifunzionali per catalisi, chimica verde e applicazioni ibride
- Sintesi e scale-up on demand → sviluppo personalizzato e produzione scalabile, dal laboratorio al mercato.
Perché scegliere Prolabin & Tefarm
- Esperienza scientifica e industriale nella sintesi avanzata di solidi nanostrutturati
- Qualità certificata e controllata in ogni fase produttiva
- Flessibilità e rapidità: dal prototipo alla produzione su scala
- Innovazione sostenibile: materiali per energia pulita e processi green
Tessile
I solidi lamellari sono materiali a strati con spessore nanometrico, caratterizzati da elevata superficie specifica, carica superficiale regolabile e struttura bidimensionale. Queste proprietà li rendono ideali per il settore tessile, dove vengono impiegati come additivi funzionali, rinforzi e agenti di trattamento superficiale per tessuti naturali e sintetici.
Proprietà chiave dei nanoclay per il tessile
- Elevata superficie specifica e porosità nanometrica: favorisce l’interazione con fibre naturali e sintetiche, migliorando adesione e uniformità del trattamento
- Compatibilità chimica modulabile: permette di adattare il trattamento a cotone, poliestere, lana, seta e tessuti misti
- Modificabilità superficiale: introduzione di gruppi funzionali organici per conferire proprietà antimicrobiche, antivirali, antiossidanti o anticorrosive
- Stabilità termica e meccanica: resiste a lavaggi, stirature e processi industriali, garantendo lunga durata e performance costante
Applicazioni dei nanoclay nel tessile
Rivestimenti multifunzionali I nanoclay possono essere utilizzati in coating su fibre e tessuti per conferire:
- Idrorepellenza
- Barriera a gas e vapori
- Resistenza a macchie
- Durabilità migliorata dei tessuti
Proprietà antibatteriche e antivirali
Nanoclay funzionalizzati con ioni metallici o molecole attive proteggono i tessuti da batteri e virus, aumentando sicurezza, igiene e valore aggiunto del prodotto
Stabilizzazione e rinforzo
Migliorano resistenza meccanica, elasticità e durabilità dei tessuti senza alterarne comfort, morbidezza o traspirabilità
Supporto per finiture speciali
Combinati con resine polimeriche o coating acquosi, consentono trattamenti ecocompatibili, riducendo l’uso di solventi e sostanze chimiche aggressive e promuovendo la sostenibilità industriale
Vantaggi dei nanoclay nel settore tessile
- Funzionalità multifunzionali: idrorepellenza, protezione antibatterica/antivirale, resistenza chimica e meccanica.
- Versatilità applicativa: tessuti naturali, sintetici e misti.
- Sostenibilità: compatibili con formulazioni green e processi a basso impatto ambientale.
- Efficienza: efficaci anche a basse concentrazioni, ottimizzando costi e prestazioni.
Rimozione sostanze inquinanti
I solidi lamellari e i nanoclay sono materiali avanzati caratterizzati da una struttura a strati che consente l’intercalazione selettiva di ioni o molecole attive. Grazie alla loro elevata capacità di scambio ionico e alle proprietà assorbenti, questi materiali sono ideali per rimuovere contaminanti ambientali e per catalizzare la degradazione di sostanze nocive presenti in acque e suoli.
Proprietà chiave dei solidi lamellari e nanoclay
- Ampia superficie specifica: favorisce l’adsorbimento di metalli pesanti, coloranti e composti organici
- Porosità regolabile: permette di modulare la capacità di ritenzione dei contaminanti
- Siti attivi funzionalizzabili: possibilità di incorporare ioni metallici o gruppi organici catalitici per promuovere processi di ossidazione o riduzione
- Stabilità chimico-fisica: adatta a diverse condizioni operative, inclusi ambienti acidi o basici
Meccanismi di rimozione dei contaminanti
- Adsorbimento fisico: contaminanti organici e inorganici si legano alla superficie e alle cavità dei fogli nanostrutturati
- Scambio ionico: cationi o anioni presenti in soluzione possono sostituire ioni preesistenti nel nanoclay, trattenendo metalli pesanti
- Catalisi superficiale: nanoclay funzionalizzati con metalli o gruppi ossidanti possono degradare molecole organiche persistenti tramite ossidazione avanzata.
Applicazioni nella depurazione ambientale
- Rimozione selettiva di metalli pesanti: Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺ da acque reflue industriali
- Adsorbimento di inquinanti ionici: arsenati, poliossometallati, tensioattivi, pesticidi e farmaci
- Rimozione di coloranti e composti organici: effluenti tessili o chimici
- Supporto catalitico per ossidazione avanzata: degradazione di contaminanti persistenti mediante H₂O₂, ozono o luce UV
- Compatibilità con sistemi acquosi: ideale per il trattamento di acque reflue e industriali.
Perché scegliere solidi lamellari e nanoclay.
I solidi lamellari e i nanoclay rappresentano soluzioni sostenibili e ad alta efficienza per il trattamento ambientale. La loro versatilità e funzionalizzabilità permette di sviluppare sistemi personalizzati per acque, suoli e processi industriali, garantendo rimozione rapida, selettiva e sicura di contaminanti critici.
Estrazione selettiva e purificazione
I solidi lamellari sono materiali inorganici con una struttura stratificata che consente l’intercalazione selettiva di ioni o molecole target. Grazie a questa proprietà, sono ideali per processi di estrazione, concentrazione e purificazione selettiva in settori come chimica fine, industria farmaceutica, trattamento acque e processi chimici industriali.
Proprietà chiave dei solidi lamellari
- Struttura a strati regolabile: permette di modulare la capacità di catturare ioni o molecole specifiche
- Ampia superficie specifica: ottimizza l’adsorbimento di composti organici, metalli e molecole biologicamente attive
- Siti attivi funzionalizzabili: introduzione di gruppi organici, acidi, basi o cationi metallici per aumentare selettività e attività catalitica
- Stabilità chimico-fisica: resiste a condizioni acide, basiche e solventi organici, garantendo versatilità applicativa
Meccanismi di estrazione e purificazione
- Adsorbimento selettivo: le molecole target si legano alla superficie e agli interstrati del solido lamellare
- Scambio ionico controllato: cationi o anioni in soluzione sostituiscono quelli presenti tra gli strati, consentendo purificazione mirat
- Supporto catalitico e reattivo: lamellari funzionalizzati favoriscono trasformazioni chimiche selettive durante l’estrazione, migliorando resa e purezza
- Stabilità chimico-fisica: resiste a condizioni acide, basiche e solventi organici, garantendo versatilità applicativa
Applicazioni tipiche
- Estrazione di metalli preziosi: oro, platino e palladio da soluzioni complesse
- Purificazione di composti farmaceutici: rimozione di impurezze e concentrazione di principi attivi
- Supporto catalitico e reattivo: lamellari funzionalizzati favoriscono trasformazioni chimiche selettive durante l’estrazione, migliorando resa e purezza
- Stabilità chimico-fisica: resiste a condizioni acide, basiche e solventi organici, garantendo versatilità applicativa
Energia
I solidi lamellari sono materiali inorganici con una struttura a strati altamente versatile, capace di ospitare ioni, molecole o nanoparticelle tra gli strati. Questa caratteristica li rende ideali per applicazioni nel settore energetico, dove vengono impiegati per catalisi, accumulo di energia e conversione chimica in processi innovativi e sostenibili.
Produzione di idrogeno.
I solidi lamellari funzionalizzati possono catalizzare l’ossidazione dell’acqua o il reforming di biomasse, generando idrogeno verde ad alta efficienza e sostenibile
Celle solari e fotovoltaico.
Precursori lamellari e ossidi supportano la formazione di perovskiti e fotocatalizzatori nanostrutturati, migliorando la conversione energetica e la stabilità dei dispositivi fotovoltaici
Celle a combustibile e accumulatori elettrochimici.
I lamellari con siti attivi metallici o dopati aumentano la conduzione ionica, la capacità di accumulo e la durabilità dei materiali elettrodi, ottimizzando le prestazioni di batterie e fuel cell
Catalisi per combustibili sintetici.
Agiscono come supporto per reazioni Fischer–Tropsch, ossidazione selettiva e sintesi di carburanti da syngas, migliorando resa e sostenibilità dei processi
Vantaggi dei solidi lamellari nel settore energetico
- Alta efficienza catalitica grazie all’elevata superficie e alla possibilità di personalizzare siti attivi
- Versatilità applicativa: idrogeno verde, fotovoltaico, combustibili sintetici, batterie e accumulatori elettrochimici
- Stabilità e durabilità anche in condizioni operative estreme
- Sostenibilità: materiali derivati da argille naturali o modificabili con approcci eco-friendly