Nuovi materiali dai rifiuti: il ruolo della ricerca nello sviluppo della bioeconomia circolare - Enzo Laurenti - biovoices

Nuovi materiali dai rifiuti:
il ruolo della ricerca nello sviluppo
della bioeconomia circolare
Enzo Laurenti
Dipartimento di Chimica, Università di Torino
enzo.laurenti@unito.it

Biella, 9 aprile 2019

2   La ricerca del Dipartimento
      I temi principali:
       Inquinamento e nuovi processi di
        depurazione di aria, acqua e suolo
       Sintesi green-oriented
       Catalisi per processi ecocompatibili
       Impiego di biomasse residuali

      Informazioni:
       www.chimica.unito.it
       www.chimica-ricerca.unito.it

3   Alcuni progetti in corso sul tema acqua
                  (H2020-MSCA-RISE-2015) per lo studio di nuovi materiali per
                   la rimozione di inquinanti organici nel trattamento terziario
                   delle acque.                               www.mat4treat.unito.it

                  (H2020-MSCA-ITN-2017) ha arruolato 15 giovani ricercatori
                   per lo sviluppo di tecnologie innovative per la rimozione di
                   contaminanti organici emergenti (CECs). www.aquality-etn.eu
                  (H2020-IND-CE-2016-17) sviluppa approcci e tecnologie per
                   l’uso integrato e simbiotico dell'acqua unendo le esigenze
                   di diversi utenti e produttori di acque reflue. eu-project-o.eu

                  ABATEPHARM (finanziato dalla Compagnia di San Paolo)
                   per lo studio di metodi avanzati per l'abbattimento degli
                   antibiotici a specifico uso ospedaliero.
                  HAATO (finanziato da SMAT) per lo sviluppo di un metodo
                   di analisi dei sottoprodotti dei processi di potabilizzazione.

4   Un esempio significativo: la valorizzazione di
    sostanze estratte dal compost
     Compost prodotto nel polo ecologico
      integrato di ACEA Pinerolese

     Si estraggono sostanze simili agli
      acidi umici

                                                Sostanze bio-
                                                organiche solubili

                                   Montoneri E. et al. Waste Manag. 2011, 31, 10–17. Doi: 10.1016/j.wasman.2010.08.029.

5       I possibili utilizzi delle sostanze bio-organiche
        solubili (SBO)
                                                                               Emulsionanti / Detergenti

                                                                                   Fertilizzanti / Ammendanti

                                                                                       Fotosensibilizzanti

                                                                                       Ausiliari tessili

                                                                                       Coadiuvanti alimentari

                                                                                   Additivi per biogas

                                                                               Materiali nanostrutturati

    Bianco Prevot A. et al. ChemSusChem 2011, 4, 85–90. Doi: 10.1002/cssc.201000237.

6      Materiali nanostrutturati

                                  Nanoparticelle
                                   magnetiche

                             Rimozione per adsorbimento di metalli disciolti e di idrocarburi policiclici aromatici

       SBO                   Degradazione di inquinanti (caffeina, coloranti, ecc.) per fotocatalisi
                             Materiale di partenza per catalizzatori eterogenei

                                                                                  Materiali porosi con superficie modificabile
                                     Monoliti a                                   Rimozione di metalli per adsorbimento
                                    base di silice
                                                                                  Catalizzatori e biocatalizzatori

    Magnacca, G. et al. ACS Sustain. Chem. Eng. 2014, 2, 1518–1524. Doi: /10.1021/sc500213j.
    Magnacca, G. et al. In Soluble Bio-based Substances Isolated From Urban Wastes, Springer Int. Pub., 2015. Doi: /10.1007/978-3-319-14744-4_4.
    Franzoso, F. et al. Chem. Eng. J. 2017, 310, 307–316. Doi: 10.1016/j.cej.2016.10.120.
    Bianco Prevot A. et al. Environ. Sci. Pollut. Res. 2017, 24, 12599–12607. Doi: 10.1007/s11356-016-7763-1.
    Nisticò, R. et al. Chemosphere 2018, 202, 686–693. Doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.03.153.

7    SBO come ausiliari tessili
    Test di colorazione di tessuti:
     Pezze di acetato di cellulosa sono state colorate con
      12 diversi coloranti
     Le SBO migliorano la omogeneità della colorazione, la
      penetrazione del colorante e la sua fissazione
     Non sono state osservate differenze sostanziali rispetto
      all’uso di tensioattivi commerciali

                                                                                            AgNPs
    Tessuti con proprietà antibatteriche:
     SBO impiegate nella sintesi di nanoparticelle di argento                                      Cotone

     Usate come coadiuvanti nella sintesi e nella
      deposizione su fibre di lana e cotone
                                                                                                      Lana

    Savarino, P. et al. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 3738–3748. Doi: 10.1021/ie801853x.
    Nisticò, R. et al. ChemPhysChem 2015, 16, 3902–3909. Doi: 10.1002/cphc.201500721.

8    Nuova strumentazione per studi ad altissima
     risoluzione morfologica e chimica di materiali
                           FIB/UHR-FESEM/EDX/EBDS/TOF-SIMS

    FESEM ad ultra-alta risoluzione             FIB:                     Tomografia & TOF-SIMS:
    ( < 1 nm): dettagli morfologici   esecuzione di tomografie             mappe chimiche 3D
                                                                       con risoluzione laterale 25 nm

    50 nm
                                          Servizi alle aziende: possibilità di utilizzo di voucher
                                                                erogati dalla Regione Piemonte

9

         Grazie a tutti per l’attenzione

     Per informazioni:

    www.chimica.unito.it

               www.chimica-ricerca.unito.it