La fotocatalisi nella sintesi e nelle tecnologie: passato, presente e futuro (6 CFU)
Docente: Davide Ravelli, e-mail: davide.ravelli@unipv.it
Periodo di svolgimento: maggio-luglio
Il corso sarà focalizzato sulla fotocatalisi e sullo sviluppo recente dei processi fotocatalitici in diversi ambiti (dalle applicazioni tecnologiche fino alla sintesi organica), con particolare attenzione all’utilizzo di luce visibile.
La parte introduttiva del corso riguarderà la definizione del concetto di fotocatalisi (sia in fase omogenea, sia eterogenea) e sarà accompagnata dalla definizione dei parametri-chiave che caratterizzano questi processi. Successivamente verranno offerti alcuni cenni storici riguardanti i primi lavori in cui è stato utilizzato il termine “fotocatalisi”, seguiti da un excursus sulle tappe fondamentali che hanno segnato l’evoluzione di questa disciplina fino ai giorni nostri. Seguirà una descrizione delle principali tipologie di fotocatalizzatori (complessi a base di metalli di transizione, fotoorganocatalizzatori, derivati inorganici e particelle di materiale semiconduttore) e dei meccanismi di reazione ad essi legati.
La parte centrale del corso riguarderà le applicazioni dell’approccio fotocatalitico, quali la messa a punto di sistemi per la degradazione di inquinanti (es. trattamento di acque reflue contenenti principi attivi di farmaci) o per la fotosintesi artificiale. Particolare attenzione verrà inoltre dedicata allo sviluppo di procedure sintetiche ecosostenibili, dando ampio spazio alla preparazione di molecole bioattive e alla loro funzionalizzazione.
L’ultima parte del corso sarà infine dedicata alla descrizione di tecniche ibride, dove la fotocatalisi è stata accoppiata ad altri approcci, sia in ambito sintetico (es. strategie basate sulla “dual catalysis”, dove un fotocatalizzatore è impiegato in azione combinata con altri sistemi catalitici, quali: organocatalizzatori, complessi a base di metalli di transizione e catalizzatori acido-base), sia in ambito applicativo (es. approcci fotoelettrochimici per l’immagazzinamento di energia).
Lo scopo finale del corso è quello di fornire allo studente una panoramica completa sulla fotocatalisi e sulle sue principali applicazioni, con uno sguardo alle potenzialità future di sviluppo di questa famiglia di processi.
Svolgimento esame: presentazione su uno degli argomenti trattati durante il corso.