José M. Pintado Caña

·Presentar a los alumnos un conjunto de principios teóricos y hechos
experimentales que les permitan obtener una visión global y comprensiva de los
aspectos fundamentales de la asignatura.
·Dar a conocer los principios básicos de la termodinámica y estructura de las
superficies sólidas. Familiarizar al alumno con la descripción y manejo de las
estructuras superficiales.
·Dar a conocer los fundamentos teóricos y las técnicas experimentales
utilizadas en los estudios de adsorción. Capacitar a los alumnos para obtener
información química y textural de las superficies sólidas a partir de los
experimentos de adsorción.
·Introducir los conceptos fundamentales que permitan al alumno conocer y
comprender la naturaleza de los fenómenos de catálisis heterogénea, los
parámetros utilizados en su medida, las distintas etapas físico-químicas
implicadas, y los modelos teóricos aplicados en su descripción. Conocer la
influencia de las distintas etapas en los procesos catalíticos industriales.
·Dar a conocer los componentes fundamentales de los catalizadores, la función
de cada uno de ellos, y los métodos utilizados en su preparación.
·Justificar la relevancia económica y tecnológica de los fenómenos catalíticos
heterogéneos. Dar a conocer a los alumnos los principales procesos catalíticos
industriales.
·Conocer los parámetros básicos que determinan la elección de un catalizador
determinado para un proceso industrial.
·Ilustrar mediante la discusión de ejemplos concretos la utilidad y
limitaciones de la amplia diversidad de técnicas empleadas actualmente en la
caracterización de materiales catalíticos.
·Promover en los alumnos sus capacidades analíticas y de síntesis. Fomentar su
participación en discusiones sobre diversos temas que se susciten en el
desarrollo de la asignatura. Además de su interés  científico intrínseco,
estas discusiones tienen como objetivo mejorar la expresión oral de los
alumnos.
·Estimular el uso por los alumnos, de forma individual o en grupo, de
programas informáticos y tecnicas audiovisuales, que son habitualmente
utilizados en la presentación y discusión de trabajos científicos, bien sea de
forma oral o escrita.

1.- Catálisis: Ciencia e Ingeniería. Tendencias actuales en catálisis.
Conceptos básicos y definiciones. Catalizador, actividad catalítica, fase
activa, soporte, promotor, selectividad, centro activo, número de turn-over,
envenenamiento. Etapas de un proceso catalítico heterogéneo.
2.-Tipos de catalizadores. Clasificación y selección de catalizadores.
Requisitos generales exigibles a los catalizadores industriales.
3.- Adsorción en procesos catalíticos. Métodos experimentales para estudios de
adsorción. Adsorción física y adsorción química. Revisión de los modelos para
el estudio de la adsorción química.
4.- Quimisorción en metales. Quimisorción en óxidos. Significación en procesos
catalíticos.
5.- Superficie específica y porosidad de sólidos. Técnicas de fisisorción
aplicadas a la caracterización textural. Porosimetría de mercurio.
Distribuciones de tamaños de poros.
6.-Reactores catalíticos. Plantas industriales. Reactores de laboratorio.
Características esenciales.
7.- Cinética de procesos catalíticos. Modelos cinéticos: usos y limitaciones.
Acondicionamiento y Desactivación de catalizadores.
8.- Soportes catalíticos convencionales: Alúmina, Sílice, Carbones Activos,
Dióxido de Titanio. Promotores texturales y estructurales.
9.- Preparación de Catalizadores. Método de precipitación. Método de
impregnación. Otros métodos especiales.
10.- Catalizadores metálicos soportados. Dispersión metálica. Sinterización y
Redispersión. Reacciones sensibles e insensibles a la estructura de la fase
activa. Efectos de interacción metal-soporte.
11.- Las zeolitas como catalizadores. Propiedades ácido-base y correlaciones
con la actividad catalítica. Otros catalizadores ácido-base.
12.- Procesos catalíticos en el tratamiento del petróleo. Craqueo, Reformado,
Isomerización, hidrodesulfuración. Aprovechamiento de fracciones pesadas.
13.- Procesos redox en catálisis heterogénea. Oxidaciones selectivas.
Oxidaciones totales. Fabricación de ácido sulfúrico.
14.- Gas de síntesis y procesos relacionados. Síntesis de Fischer-Tropsch.
Obtención de Metanol. Síntesis del amoníaco.
15.- Procesos catalíticos heterogéneos relacionados con la protección del
medio ambiente. Procesos de tratamiento de gases de chimeneas. Emisiones de
vehículos automóviles. Eliminación de contaminantes en efluentes líquidos.
16.- Procesos catalíticos en fase homogénea. Catalizadores industriales en
uso. Heterogeneización de catalizadores homogéneos.

Las actividades se desarrollarán, en general, siguiendo un esquema de
organización de tipo PEP, es decir, con participación de grupos reducidos de
alumnos, cuyo tamaño dependerá de la actividad concreta que se realice. Entre
las actividades previstas cabe mencionar las siguientes:
a) Discusión de algún artículo científico en el que se aborden temas
estrechamente relacionados con el programa de la asignatura. Los alumnos
tendrán acceso a través de internet a una copia de la(s) publicación(es)
seleccionada(s). La presentación y discusión de la(s) misma(s) se realizará
por parte de los propios alumnos.
b) Asistencia a conferencias que se celebren en la Facultad sobre temas afines
a la asignatura. Los alumnos deberán entregar un breve informe en el que se
resuman los aspectos más destacados de la conferencia.
c) Sesiones de seminario dedicados a la resolución y discusión de ejercicios
que contribuyan a una mejor comprensión del temario. Los alumnos, a través de
internet, podrán acceder a los ejercicios objeto de seminario con la debida
antelación. La presentación, resolución, y discusión de estos ejercicios se
llevará a cabo por parte de los alumnos.
d) Con ayuda de las aulas de informática, algunas de las sesiones prácticas
tendrán como objetivo promover entre los alumnos la realización de ejercicios
de auto-evaluación. Se utilizará el programa WEB-CT. Esta facilidad estará
permanentemente a disposición de los alumnos, a través de internet. El
cuestionario al que tendrían acceso se ampliará progresivamente, adaptándose
al desarrollo de la asignatura.
e) Con ayuda de las aulas de informática, algunas de las sesiones prácticas se
dedicarán al uso del programa UCADSOR, desarrollado por los profesores del
Departamento. Este programa permite simular experimentos de fisi- y quimi-
sorción, como resultado de los cuales se obtienen las correspondientes
isotermas. Las sesiones de registro de las isotermas se completan con otras
dedicadas a su análisis e interpretación (Adsorción física: Determinación de
los Parámetros Característicos de la Fisisorción, de la Superficie BET, de las
Curvas de Distribución de Tamaño de Poros, etc. Quimisorción: Determinación de
dispersiones metálicas a partir de datos de adsorción de H2).
f) La aplicación del programa UCADSOR se completará con el paso de los alumnos
por el laboratorio. El objetivo de la visita es: conocer un dispositivo real
para estudios de adsorción, identificar sus componentes fundamentales, y
reproducir la secuencia de manipulaciones que conduciría al registro de una
isoterma experimental.
g) Visita, si es posible, a una empresa en la que se desarrollen procesos
catalíticos a escala industrial. Aunque podrían visitarse otras, en nuestro
entorno geográfico son especialmente importantes las empresas de refino y
transformación del petróleo. Concluida la visita, los alumnos elaborarán un
breve informe en el que se resuman los aspectos más destacados de la misma.

·Clases expositivas, en las que el profesor presentará de forma ordenada los
conceptos teóricos y hechos experimentales que permitan al alumno obtener una
visión global y comprensiva de la asignatura, y de la utilización industrial
de los catalizadores heterogéneos.
·Seminarios dedicados a la resolución, por parte de los alumnos, de ejercicios
numéricos y cuestiones anunciados con suficiente antelación. Los ejercicios
elegidos formarán parte de una colección de ellos a la que tendrán acceso los
alumnos, a través de internet.
·Seminarios dedicados a la presentación por los alumnos, y posterior
discusión, de artículos científicos, escritos en inglés o español. Estos
artículos, seleccionados por el profesor, estarán disponibles en la página web
de la asignatura.
·Realización por los alumnos de experimentos simulados de adsorción
volumétrica, mediante el empleo del programa UCADSOR, desarrollado en nuestro
Departamento. Esta actividad se realizará en las aulas de informática de la
Facultad, en sesiones tutorizadas por el profesor de la asignatura.
·Elaboración por los alumnos de informes científicos escritos en los que se
resuman actividades desarrolladas a lo largo del curso. Entre ellas, podrían
estar: a) asistencia a conferencias impartidas en la Facultad sobre temas
directamente relacionados con la asignatura. B) los experimentos simulados de
fisisorción y quimisorción mencionados en el punto anterior
·Ejercicios de autoevaluzación a través de internet, mediante el empleo del
programa web-CT

La evaluación atenderá a los siguientes criterios:
1) Examen Final de la Asignatura: Consistirá en un único examen que podrá
incluir: a) Cuestiones cortas consistentes en la formulación de definiciones
breves y precisas de conceptos que se juzguen relevantes. b) Resolución de un
cuestionario (10 cuestiones), tipo WEB-CT, similar a los que se generan en los
ejercicios de auto-evaluación que los alumnos tendrán a su disposición a
través de internet. c) Resolución de un ejercicio de características similares
a los que se discutirán en las clases prácticas. d) Desarrollo de un tema, en
cuya exposición, además de los contenidos concretos, se valorará la capacidad
para integrar bajo una perspectiva común distintos aspectos del temario.Este
examen será obligatorio para todos los alumnos matriculados. Sobre un máximo
de 10 puntos, se considerarán aprobados aquellos exámenes que alcancen un
mínimo de 5,0.
Si el número de alumnos de la asignatura fuera el adecuado, este examen podría
ser sustituido por un seguimiento personalizado de las actividades de cada
alumno a lo largo del curso, estando esta forma de evaluación condicionada a la
asistencia habitual a clase del alumno y a la realización de las actividades y
ejercicios evaluables que se les irían proponiendo a lo largo del curso.
2) Los alumnos que lo deseen podrán realizar dos ejercicios de auto-
evaluación, tipo WEB-CT, consistente en 10 cuestiones con 4 opciones de
respuesta, de las que solo una es correcta. La calificación máxima que podrá
obtenerse en cada uno de los dos ejercicios será de 0,75 puntos (0,15 puntos
por cada respuesta correcta que exceda de 5). La puntuación obtenida en los
ejercicios de auto-evaluación (2x0,75=1,5, como máximo), podrá sumarse a la
calificación del examen final, si ésta última es mayor o igual a 3,5. Si
cumplidos los requisitos citados, la suma de las calificaciones
correspondientes al examen final y a los dos ejercicios de auto-evaluación
fuera igual o superior a 5,0, el alumno resultará aprobado.
3) La participación activa del alumno en la presentación y discusión de
artículos, ejercicios, o cualquier otra actividad programada durante el curso,
también será tenida en cuenta. En la evaluación final, los profesores
decidirán la calificación definitiva, corrigiendo eventualmente al alza la
nota a la que se hace referencia en el apartado 2. Si la participación regular
del alumno en las actividades llevadas a cabo durante el curso, y la
evaluación de las mismas, así lo aconsejan, alumnos calificados con más de 4,0
puntos en el apartado 2, es decir, que además del examen final hubieran
realizado los dos ejercicios de auto-evaluación, podrían resultar aprobados.
Igualmente, en la evaluación final podría elevarse la calificación de aprobado
a notable, o de notable a sobresaliente, atendiendo al número y calidad de las
actividades, contempladas en este apartado 3, en las que un determinado alumno
pudiera haber participado.

BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL
• SURFACES. G. Attard, C. Barnes. Oxford University Press (1998)
• INTRODUCTION TO SURFACE CHEMISTRY AND CATALYSIS. G.A. Somorjai. John Wiley &
Sons (1994)
• ADSORPTION BY POWDERS AND POROUS SOLIDS. J. Rouquerol, F. Rouquerol, K.
Sing. Academic Press. (1999)
• FUNDAMENTALS OF INDUSTRIAL CATALYTIC PROCESSES. R.J. Farrauto, C.H.
Bartholomew. Chapman & May (1997)
• HETEROGENEOUS CATALYSIS. Principles and Applications. G.C. Bond. Oxford
University Press (1987)
• HETEROGENOUS CATALYSIS IN INDUSTRIAL PRACTICE. C.N. Satterfield. McGraw-Hill
(1991)
• CATALYSIS. An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and
Industrial Catalysis. Editores: J.A. Moulijn, P.W.N.M. van Leuwen, R.A. van
Santen. Elsevier (1993)
• CATALYTIC AIR POLLUTION CONTROL: Commercial Technology (2ª ed). R.M. Heck,
R.J. Farrauto. Wiley (2002)
• CONCEPTS OF MODERN CATALYSIS AND KINETICS. I. Chorkendorff, J.W.
Niemantsverdriet, Wiley-VCH (2003)


BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
• THE BASIS AND APPLICATIONS OF HETEROGENEOUS CATALYSIS. M. Bowker. Oxford
University Press (1998)
• PRINCIPLES OF CATALYSIS. G.C. Bond. The Chemical Society (1972)
• HETEROGENEOUS CATALYSIS FOR THE SYNTHETIC CHEMIST. R.L. Augustine. Marcel
Dekker, Inc. (1996)
• MATERIAL CONCEPTS IN SURFACE REACTIVITY AND CATALYSIS. H. Wise, J. Oudar.
Academic Press Inc. (1990)
• GREEN CHEMISTRY: DESIGNING CHEMISTRY FOR THE ENVIRONMENT. Editors: Paul T.
Anastas, Tracy C. Williamson. American Chemical Society, Washington (1996).
(ACS symposium series / American Chemical Society ; 626) ISBN: 0841233993
• AUTOMOBILES AND POLLUTION. P. Degobert. Society of Automotive Engineers,
Inc. (1995)
• HANDBOOK OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND POLLUTION CONTROL. M.B. Hocking.
Academic Press Inc. (1998)
• LES TECHNIQUES PHYSIQUES D’ÉTUDE DES CATALYSEURS. B. Imelik, J.C. Védrine.
Editions Technip (1988)
• http://www.aue.auc.dk/~stoltze/catal/book/
• AN INTRODUCTION TO SURFACE ANALYSIS BY XPS AND AES. J.F. Watts, J.
Wolstenholme. John Wiley & Sons (2003)
• SURFACE ANALYSIS. The Principal Techniques. Editor: J.C. Vickerman. John
Wiley & Sons (1997)


Nota: Además de las obras mencionadas, durante el desarrollo del curso podrá
hacerse referencia a otros textos, monografías, artículos, o páginas web, cuya
lectura/visita se considere recomendable.