Sviluppo di catalizzatori per l'abbattimento di N2O espirato durante terapia analgesica

The objective of the current work of thesis is the development of catalytic systems acting at low temperatures for the abatement of the nitrous oxide exhaled by patients submitted to an analgesic therapy with an equimolar mixture of N2O and O2. Nitrous Oxide is a toxic gas for chronic exposure. To limit the exposure of hospital personnel, a substantial reduction of the emissions becomes necessary. For this reason there is the necessity to develop a localized decomposition system to be installed on a portable unit. This graduation thesis work is a first explorative effort that is part of a project initiated by the “Politecnico of Milano” in this area. We started with the study of the existing literature. Successively, the research was directed on experimental plans that lead to the synthesis of small quantities of active catalysts that were tested on a lab plant. Because of the elevated exothermic nature of the reaction the exhaled flow is diluted with air. We tested the reactivity of Co3O4 (bulk), Co3O4/gamma-Al2O3, Co3O4/gamma-Al2O3(s).The latter was then promoted via IWI with nitrate precursors of the following alkaline metals: Lithium, Sodium, Cesium, Potassium.

Il presente lavoro di tesi ha l’obiettivo di sviluppare dei sistemi catalitici, attivi alle basse temperature, per l’abbattimento di protossido di azoto proveniente dalla corrente espirata dal paziente durante terapia analgesica in cui è somministrata una miscela equimolare di N2O e O2. Il protossido d’azoto è un gas tossico per esposizione cronica, per limitare l’esposizione del personale ospedaliero è necessario ridurne le emissioni, da cui la necessità di sviluppare un sistema di decomposizione localizzato da installare su un’unità portatile. Con questo progetto il Politecnico di Milano ha avviato una nuova attività, per cui questo lavoro di tesi si tratta di un lavoro esplorativo di partenza. Si è iniziato quindi con una rassegna della letteratura e successivamente la ricerca si è sviluppata sul piano sperimentale con la sintesi di piccole quantità di catalizzatori attivi poi testati su un impianto da laboratorio. Data l’elevata esotermicità della reazione si lavora con una corrente di espirato diluita con aria. È stata testata la reattività di Co3O4 di bulk, Co3O4/gamma-Al2O3, Co3O4/gamma-Al2O3(s). Quest’ultimo è stato in seguito promosso tramite IWI (Incipient Wetness Impregnation) con precursori nitrati dei seguenti metalli alcalini: litio, sodio, cesio e potassio.