Onderzoek Pegie Cool

Abstract

De reverse water-gas shift rWGS-reactie kan erg effectief CO2 omzetten in CO, een cruciale bouwsteen voor de chemische industrie. Terwijl deze endotherme reactie typisch wordt uitgevoerd bij hoge temperatuur, wordt fotokatalyse voorgesteld als een lage temperatuur alternatief. PICASSo zal zich richten op plasmon-katalyse: Via gelokaliseerde oppervlakteplasmonresonantie (LSPR), een collectieve oscillatie van geleidingselektronen aan het oppervlak van metalen nanodeeltjes (NP), kan de opbrengst verhogen en de locale controle van chemische reacties verbeteren. NPs met LSPR kunnen aanleiding geven tot drie voordelige effecten: nabijeveldversterking, excitatie van ladingsdragers en een lokale warmteopwekking. Tot heden is het niet geweten welk van deze doorslaggevend zijn, in welke mate ze bijdragen, en hoe de katalysatorsamenstelling en nanostructuur tot een effectievere rWGS-reactie kunnen leiden. Ons doel bestaat erin de doorslaggevende bijdrage voor plasmon-geïnduceerde katalytische rWGS-reactie te identificeren mbv speciaal ontworpen plasmonische NP's en vervolgens te kwantificeren via een unieke reactor met geïntegreerde sensoren die lokaal de reactietemperatuur meten. De aldus verkregen wetenschappelijke inzichten zullen leiden tot ontwerpregels om nieuwe generaties katalysatoren te ontwikkelen met verbeterde prestaties, verhoogde duurzaamheid en kosteffectiviteit door gebruik te maken van ruimer beschikbare metalen en geoptimaliseerde plasmonische metaal-dragerinteracties.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbruggen Sammy
• Co-promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Directe decompositie van NOx is een uitstekende manier om de industriële emissies te reduceren en tevens heeft het een positief effect op de bestrijding van klimaatverandering. N2O, beter bekend als lachgas, heeft een Global Warming Potential (GWP) die 273 keer groter is dan CO2 over de loop van 100 jaar, wat de impact op de klimaatverandering duidelijk illustreert. Daarnaast wijzen problemen zoals voortijdige sterfte en de financiële impact op de samenleving duidelijk op de noodzaak van een vermindering van de emissies. Met behulp van directe decompositie wordt het gebruik van extra chemicaliën zoals ureum of ammoniak vermeden tijdens de decompositie van NOx naar N2 en zuurstof. Hoewel directe decompositie een geschikte methode is om NOx emissies te reduceren, moeten de volgende problemen eerst opgelost worden alvorens de katalysatoren potentieel kunnen gebruikt worden in een industriële setting: vorming van nevenproducten, een lage (hydro)thermische stabiliteit en vergiftiging door andere gascomponenten. Dit project focust zich daarom op de ontwikkeling van innovatieve katalysatoren via een iteratieve synthese-eigenschappen-prestaties ontwikkeling.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Verbruggen Sammy

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Femtoseconde pulsatie laser microbewerking maakt het mogelijk om verscheidene materialen zoals keramieken (bv. glas), harde metalen (bv. Hastelloy) en polymeren te bewerken met een resolutie tot op microschaal. Dit opent innovatieve en nieuwe onderzoeksmogelijkheden zoals het optimaliseren van de katalytische eigenschappen van oppervlakken, het verbeteren van de stromingsverdeling, warmtetransport en massatransport in chemische reactoren, het verhogen van de detectielimiet van fotoelektrochemische sensoren, het faciliteren van continue stromingschemie, het ontwikkelen van EPR en TEM meetcellen en het machinaal leren voor hybride 3D printen. Momenteel bezit de Universiteit van Antwerpen niet de nodige onderzoeksinfrastructuur om dergelijke materialen en oppervlakken met zulke microschaalprecisie te bewerken. Toegang tot femtoseconde pulsatie laser microbewerking zou dan ook een grote impact hebben op het onderzoek van zowel de dertien betrokken professoren en tien onderzoeksgroepen als de industrie en is essentieel om onderzoek uit te voeren op het hoogste internationaal niveau.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Bogaerts Annemie
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: De Wael Karolien
• Co-promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Perreault Patrice
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Vanlanduit Steve
• Co-promotor: Verbeeck Johan
• Co-promotor: Verbruggen Sammy
• Co-promotor: Verwulgen Stijn
• Co-promotor: Watts Regan

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste Elektrochemie & Katalyse (ELCAT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De nadelige gevolgen van CO2 op ons klimaat maken het verlagen van de antropogene CO2 uitstoot één van de grootste wetenschappelijke uitdagingen waarmee onze huidige generatie geconfronteerd wordt. Een mogelijke oplossing voor dit probleem is de directe foto- of elektrochemische conversie van CO2 in hoogwaardige producten zoals methanol, waarbij enkel water als protonbron en hernieuwbare energie als drijvende kracht worden gebruikt. Deze processen zijn echter onvoldoende productief en selectief. Foto-elektrochemie is daarom een veelbelovende techniek omdat het de combinatie maakt van fotochemie en elektrochemie. Via elektrochemie is het mogelijk om hoge omzettingssnelheden te bekomen omdat een externe drijvende kracht kan worden aangebracht. Nadeel is echter de lage selectiviteit. Via fotochemie kunnen hoge selectiviteiten worden bekomen, maar dit gaat dan weer ten koste van een lage omzettingssnelheid. Foto-elektrochemie combineert het beste van beide werelden. Waar de foto-elektrochemische aanpak zich al heeft bewezen voor de productie van waterstofgas, bestaan er tot op de dag van vandaag nog geen katalysatoren die CO2 voldoende efficiënt omzetten in methanol. Het doel van dit project is om actieve, selectieve en stabiele fotoelektrokatalytische materialen te ontwikkelen door het reactiemechanisme en de materiaaleigenschappen fundamenteel te doorgronden, welke toelaat om CO2 succesvol en selectief om te zetten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste Elektrochemie & Katalyse (ELCAT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

CCU speelt een belangrijke rol in o.a. materiaalontwikkeling, voeding en de energie sector. In Vlaanderen is er een uitgebreide unieke expertise op het vlak van biologische en chemische (katalytische) conversie van CO2. Die expertises willen we samenbrengen in deze wetenschappelijke onderzoeksgemeenschap 'Katalyse voor CCU', samengesteld uit onderzoekers met diverse complementaire achtergrond in het CCU domein. Het doel is om een CCU netwerk uit te bouwen dat relevant is voor het Vlaamse/Europese industriële landschap, met focus op het delen van kennis en het stimuleren van samenwerking.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is om de voordelen van foto- en elektrochemie te combineren om alzo te komen tot een foto-electrochemische aanpak om CO2 om te zetten in methanol. De methodologie is om meer actieve en meer stabiele foto-electrokatalytische materialen te ontwikkelen ten opzichte van de huidige stand van zaken. De productiviteit van die materialen willen we verhogen door toepassing in een geoptimaliseerde foto-electrochemische reactor, waarbij energie efficiënties van 30% worden nagestreefd met een vooruitzicht om te kunnen opschalen naar grotere processen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit IOF consortium verbindt chemisten, ingenieurs, economisten en milieu-wetenschappers in een geïntegreerd team om maximale impact te genereren in de duurzame sleuteltechnologieën, materialen en reactoren, die een cruciale rol spelen in een duurzame chemische industrie en in de economische transitie naar een circulaire, grondstofefficiënte en koolstofneutrale economie (deel van de 2030 en 2050 doelen waarin Europa een leidende rol wil spelen). Innovatieve materialen, hernieuwbare chemische grondstoffen, nieuwe/alternatieve reactoren, technologieën en productie methoden zijn essentiële en centrale elementen om dit doel te bereiken. Door hun onderlinge verstrengeling is een multidisciplinaire, gecoördineerde inspanning als team cruciaal om succesvol te kunnen zijn. Bovendien is vroegtijdige voorspelling en identificatie van sterktes, opportuniteiten, zwakten en bedreigingen in levenscyclusanalyse, techno-economische analyse en duurzaamheidsbeoordeling een objectieve en noodzakelijke sleutel om duurzaamheid in te bouwen tijdens de design fase en om effectieve kennis-gedreven beslissingen te nemen en focus te houden op de grootste bijdragen aan duurzaamheid. Het consortium focust op duurzame chemische productie door efficiënt en alternatief energiegebruik, gekoppeld aan circulariteit, nieuwe chemische reactiepaden, technologieën, reactoren en materialen, die toelaten om alternatieve grondstoffen en energie te gebruiken. De kern van technologische expertise wordt ondersteund door expertise in simulaties, techno-economische en milieu impact beoordelingen en onzekerheidsidentificatie om de technologische ontwikkeling te versnellen via kennis gedreven design en vroeg stadige identificatie van sleutel onderzoek nodig voor een versnelde groei en maximale impact op duurzaamheid. Om deze doelen te bereiken, zijn de consortiumleden gegroepeerd over 4 samenhangende valorisatie programma's gefocust op sleutelelementen die de performantie bepalen en de chemische industrie en technologie hun meerwaarde geven en verder doen groeien: 1) hernieuwbare grondstoffen, 2) duurzame materialen en materialen voor duurzame processen, 3) duurzame processen die efficiënt gebruik maken van alternatieve hernieuwbare energie en/of circulaire chemische bouwstenen gebruiken; 4) innovatieve reactoren voor duurzame processen. Daarenboven zijn transversale sleutelexpertises geïntegreerd, die essentiële ondersteuning bieden en data gebaseerde beslissingen mogelijk maken in de 4 valorisatie programma's door simulaties, techno-economische en milieu-impact beoordelingen en onzekerheidsanalyses.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Billen Pieter
• Co-promotor: Bogaerts Annemie
• Co-promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Das Shoubhik
• Co-promotor: Lenaerts Silvia
• Co-promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Neyts Erik
• Co-promotor: Perreault Patrice
• Co-promotor: Vande Velde Christophe
• Co-promotor: Van Passel Steven
• Co-promotor: Verbruggen Sammy
• Mandaathouder: Meyer Nathalie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Hoge resolutie Raman beeldvorming is een veelzijdige beeldvormingstechniek die gedetailleerde kaarten oplevert over de chemische samenstelling van zowel technische als biologische monsters. De apparatuur in al zijn facetten beschreven in deze aanvraag is nog niet beschikbaar aan UAntwerpen en is sterk complementair bij de high-end chemische analysetechnieken (XRF, XRD, IR, SEM-EDX-WDX, LA-ICP-MS) reeds beschikbaar aan UAntwerpen voor materiaalkarakterisering. Hoge resolutie Raman beeldvorming zal met hoge resolutie de laatste details (structurele vingerafdruk) van het materiaal prijs geven. De Raman-microscoop moet zo veelzijdig mogelijk zijn, om potentiële toekomstige technologische verbeteringen te ondersteunen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Wael Karolien
• Co-promotor: Caen Joost
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Janssens Koen
• Co-promotor: Meysman Filip
• Co-promotor: Verbruggen Sammy

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerp Electrochemical and Analytical Sciences Lab (A-Sense Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Katalyse is een sleuteltechnologie om meer efficiënte en groene organische synthesen te bereiken. Complementaire expertise op het vlak van de ontwikkeling van nieuwe (homogene en heterogene) katalysatoren (redox, foto, elektrokatalyse) zal samen worden gebracht met organische synthese know-how in één expertisecentrum. Samenwerking van 5 onderzoeksgroepen van twee faculteiten van de Universiteit Antwerpen creëert een unieke basis voor innovatief onderzoek, waarin uitdagende omzettingen in organische chemie worden aangepakt. Breken en functionalisering van sterke bindingen (koolstof-stikstof, koolstof-zuurstof, koolstof-waterstof en koolstof-koolstof) in (kleine) organische moleculen behoort tot de basis onderzoekstopics van het consortium. De substraten zullen petrochemische, biohernieuwbare en afvalproducten (bv. CO2) omvatten. Het consortium combineert geavanceerde spectroscopie (o.a. UV-vis, (in-situ) IR, multi-frequente EPR en NMR, circulair gepolarizeerde en conventionele Raman), sorptie en quantum-chemische en moleculaire modeleringstechnieken die fundamenteel inzicht in de actieve site van de katalysator en het reactiemechanisme zullen geven. Dit levert 'tools' voor rationele katalyator/reactieontwikkeling. Door 'shaping' van de nieuwe katalysatoren (e.g. indirecte 3D printing) en evaluatie in flow, studie van massa transport effecten en sorptie experimenten zal het industriële potentieel worden nagegaan.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Herrebout Wouter
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft ondersteuning voor de instandhouding van apparatuur binnen de onderzoeksgroep LADCA. Het gaat om sorptie apparatuur Autosorb-iQ-C met gecombineerd volumetrische en dynamische sorptie, ter karakterisering van porositeit van nanoporeuze materialen en de specifieke interacties aan het oppervlak van de materialen met bepaalde probe moleculen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het ARCLATH-2 project heeft als doel een antwoord te bieden aan bestaande nadelen inzake veilig transport en opslag van waterstof via het ontwikkelen van een nieuwe concept gebaseerd op clathraten. Na vooronderzoek tijdens het ARCLATH-1 project is bewezen dat dit concept werkt en dat waterstof inderdaad kan opgeslagen worden in clathraten bij technische en economische relevante condities, zoals druk en temperatuur. In dit ARCLATH-2 vervolgproject zal getracht worden de waterstof opslagcapaciteit te maximaliseren bij gelijkaardige druk en temperatuur condities. Tevens zal binnen dit project een praktisch proces ontwikkeld worden voor reversibele waterstofopslag en -afgifte gebaseerd op 'pressure swing cycling' technologie op laboschaal.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Bals Sara
• Co-promotor: Lenaerts Silvia
• Co-promotor: Perreault Patrice
• Co-promotor: Verbruggen Sammy

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Verbranding van uitputbare en vervuilende fossiele brandstoffen is de dag van vandaag nog steeds verantwoordelijk voor de productie van 85% van alle primaire energie. Als gevolg hiervan is de wetenschap op zoek naar alternatieve en groenere energiebronnen. Een veelbelovend alternatief is H2, waarvan momenteel meer dan 95% geproduceerd wordt met behulp van stoom-reforming van methaan. Het grootste nadeel van deze methode is de productie van CO wat een nadelig effect heeft op metaal katalysatoren (bvb. in brandstofcellen en de ammoniaksynthese). Zuivering van H2-rijke gasstromen is bijgevolg zeer belangrijk. De efficiëntste methode hiervoor is de preferentiële oxidatie van CO (CO-PROX), waarvoor reeds meerdere katalysatoren gebruikt zijn (hoofdzakelijk edelmetaal gebaseerd). Echter slechts enkele hiervan hebben potentieel voor toekomstig gebruik. Het doel van dit project is om de volgende stap te zetten in de ontwikkeling van gedragen katalysatoren vrij van kritische grondstoffen voor CO-PROX. Dit doel zal nagestreefd worden door synthese van mono-/bimetallische Cu-gebaseerde gedragen katalysatoren met ultieme porositeit en stabiliteit, en excellente dispersie van de katalytisch actieve sites. Om bij te dragen aan het ultieme doel van duurzaamheid zullen water-gebaseerde synthesemethoden gebruikt worden. De innovatie betreffende de katalysatoren zit tevens vervat in de 3D-vormgeving (samenwerking met VITO) en geavanceerde katalytische testen (samenwerking met UNIPD, Italië).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Van Hoey Wouter

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit projectvoorstel behelst veelzijdige instrumentatie voor het bepalen van kristalliniteit, eenheidscelgrootte en structuur van organische, metaal-organische en anorganische materialen. Verschillende groepen aan de UAntwerpen hebben een dringende nood aan snelle, betrouwbare x-straaldiffractiedata, bij lage hoeken om grote eenheidscellen te bepalen, en bij voorkeur in 2D om de homogeniteit van de stalen te bewaken. Het voorgestelde apparaat heeft een Cu K alpha x-stralenbron, horizontaal sample platform (Bragg-Brentano geometrie), de mogelijkheid tot lage hoeken te meten (0.5° in theta), en een snelle en gevoelige 2D solid state detector. Het zal worden gebruikt voor materiaalonderzoek in anorganische poreuze materialen (zeolieten, templated silica en titania), metaal-organische materialen (kristallijne metaal-organische netwerken - MOFs), organische materialen (vetzuren, bouwstenen voor PUR) en de identificatie en karakterisatie van pigmenten voor de studie en conservatie van schilderijen van oude meesters. Daarenboven kan er door het gebruik van de PDF (probability density function), die rechtstreeks volgt uit de gemeten x-straalverstrooiing, de gemiddelde orde op korte afstand in niet kristallijne materialen (glas, amorfe poeders) worden beschreven.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vande Velde Christophe
• Co-promotor: Billen Pieter
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Kiekens Filip

Onderzoeksgroep(en)

• Intelligentie in processen, geavanceerde katalysatoren en solventen (iPRACS)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doet van dit project is om verschillende (katalytische) technologieën te ontwikkelen voor de productie van CO als chemische component via de conversie vanuit CO2. De verschillende technologieën zullen vergeleken worden om hun potentieel te evalueren, en om veelbelovende strategieën te definiëren voor verdere ontwikkeling en opschaling.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbruggen Sammy
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Lenaerts Silvia

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit korte en intensieve project heeft als doel het potentieel aan te tonen van een radicaal nieuw concept van waterstof opslag en transport. Het doel is om de haalbaarheid aan te tonen van waterstof opslag in clathraat hydraten, en dit bij technisch en economisch relevante condities van temperatuur en druk. De centrale onderzoekshypothese is dat insluiting in nanoporeuze materialen kan gebruikt worden om waterstof clathraat hydraten te stabiliseren, en op die manier de vorming ervan te katalyseren tot het niveau van een nieuwe technologie voor waterstof opslag. De beoogde waterstof opslag capaciteiten zijn 5 wt% en 30 g/L bij temperaturen > 2°C en drukken <100 bar. Dit overschrijdt de performantie van de huidige waterstof opslag technologieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Iedereen is zich vandaag bewust van de groeiende behoefte aan goedkope, ecologisch duurzame en groene processen. De wereld bulkt van dit soort hoogdravende termen, maar hoe bereiken we ze in de realiteit? Er zijn verschillende manieren om een chemisch proces te verbeteren, meestal gebaseerd op katalysatoren: "versnellers" van een chemische reactie. Katalysatoren zijn duur, hebben een lage stabiliteit en zijn moeilijk te scheiden of hergebruiken, maar hun rol is van vitaal belang in de farmaceutische, agro- en fijnchemische industrie. De immobilisatie van katalysatoren op een drager kan deze problemen oplossen. We stellen een drager voor die nog nooit eerder is gebruikt: Metal Organic Frameworks (MOFs). Dit zijn netwerken gemaakt uit metaalionen en starre linkers. Onder geschikte omstandigheden kunnen deze twee delen een poreus materiaal vormen waarop we de katalysatoren kunnen immobiliseren, waardoor ze aan het einde van het proces kunnen worden hergebruikt. De voordelen van onze dragers zijn enorm: uniforme, reproduceerbare en controleerbare productie en de mogelijkheid om de linkers aan te passen. Op die manier kunnen we de hele structuur controleren: we kunnen ze personaliseren door nieuwe eigenschappen aan de linkers te geven en de grootte van de poriën aan te passen. Modulaire haute couture dus, voor de genoemde chemische industrieën. Als u een industriële stakeholder zou zijn, klinkt dit dan niet als muziek in de oren?

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vande Velde Christophe
• Co-promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Fucci Rosa

Onderzoeksgroep(en)

• Intelligentie in processen, geavanceerde katalysatoren en solventen (iPRACS)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Moleculaire waterstof (H2) is een essentieel reactant in hedendaagse chemie, dat gebruikt wordt in vele industriële processen voor de synthese van zowel bulk- als fijnchemicaliën. Jammer genoeg is de meest gebruikte productiemethode voor waterstof (reforming van methaan) niet duurzaam door de vorming van koolstofdioxide. Bovendien kan op langere termijn toepassing van deze techniek niet gegarandeerd worden door de uitputting van fossiele grondstoffen. Gelukkig zijn er verschillende technisch ver gevorderde alternatieve oplossingen voor (grote schaal) duurzame waterstofproductie, zoals elektrolyse. Echter, de problemen gelinkt aan het veilig werken met en stockeren van waterstof maken dat onmiddellijk gebruik na productie (in situ generering en consumptie) de ideale benadering is voor reacties die gebruik maken van waterstof als reductant in de chemische industrie. Dit vereist preferentieel productie en reactie van waterstof in hetzelfde reactievat, gebaseerd op donor moleculen die geen organische bijproducten genereren. Thermochemische in situ watersplitsing is een zeer attractieve benadering gelet op de beschikbaarheid van water en het interessante profiel als solvent (lage kost, geen milieu-impact, niet toxisch, niet ontvlambaar). Echter de huidige (katalytische) methoden voor thermochemische watersplitsing worden uitgevoerd in de gasfase en vereisen een zeer hoge temperatuur (boven de 600 °C) en vragen daarom zeer veel energie input en zijn niet compatiebel met de meeste organische moleculen (deze zijn niet stabiel bij deze temperaturen). Het hoofddoel van dit project is daarom om thermochemische watersplitsing gecombineerd met het rechtstreekse verbruik van het gegenereerde waterstof, in een gekoppelde reductiereactie (hydrogenatie/hydrogenolyse), bij een lagere temperatuur (200-300 °C) in vloeibaar hoge temperatuur en druk water (HTPW) te realiseren. Bij deze temperaturen veranderen de eigenschappen van water met betere oplosbaarheid van organische substraten tot gevolg – vaak een probleem voor toepassing van water in organische chemie. Ontwikkeling van nieuwe synthesemethoden voor duurzame reductiereacties (nitrogroep reductie, hydrodeaminering, hydrodehydroxylering) van zowel petrochemische als hernieuwbare grondstoffen in HTPW zijn voorzien waarbij waterstof in situ wordt gegenereerd en verbruikt in hetzelfde reactievat. Verschillende thermochemische systemen voor waterstofproductie zullen worden geëvalueerd, gebruikmakend van homogene en heterogene katalysatoren om de vereiste temperaturen te verlagen. De gecombineerde waterstofproductie/-verbruik processen zullen geoptimaliseerd worden door variatie van verschillende parameters (temperatuur, druk, concentratie, katalysatoren en hun lading, katalytische additieven voor waterstofgenerering). Gelet op de verscheidenheid van (niet onafhankelijke) parameters zal een DoE "Design of Experiments (DoE)" benadering worden gebruikt eerder dan een opeenvolgende variatie van elke parameter afzonderlijk. Vermits ontwikkeling en optimalisering van de hoger aangehaalde syntheseroutes een gedetailleerd inzicht in het reactiemechanisme op een moleculair niveau vereisen, zal het mechanisme van zowel de niet-metaalgekatalyseerde reductiereacties en de metaalgekatalyseerde waterstofproductie bestudeerd worden met verschillende experimentele (spectroscopische) en computationele technieken. Voor reacties die gebaseerd zijn op heterogene katalyse zal een zorgvuldige karakterisering van de structuurparameters van de katalysatoren worden uitgevoerd gebruikmakend van verschillende technieken (bv. XRD, UV-DR, Raman spectroscopie).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Herrebout Wouter
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit Hercules-voorstel omvat de installatie van zeefdrukfaciliteiten. Zeefdrukfaciliteiten stellen UAntwerpen in staat om te pionierswerk uit te voeren in het gebied van elektronica, sensoren en fotokatalyse door (1) ontwikkeling van unieke (foto) sensoren / detectoren (bijv. elektrochemische sensoren, fotovoltaïsche cellen, fotokatalyse) door printen van (half) geleidende materialen op substraten, (2) onderdelen van modules Internet of Things te ontwerpen met meer flexibiliteit. Dit laat toe om tegelijkertijd een uniek valorisatiepotentieel en IP-positie te creëren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Wael Karolien
• Co-promotor: Caen Joost
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Janssens Koen
• Co-promotor: Meysman Filip
• Co-promotor: Samson Roeland
• Co-promotor: Steckel Jan
• Co-promotor: Verbruggen Sammy
• Co-promotor: Weyn Maarten

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

n dit project worden innovatieve sorbent materialen ontwikkeld voor de recyclage van zware metalen uit waterige afvalstromen. Het innovatieve aspect van het onderzoek is gericht op de modificatie van de chemische samenstelling van de materialen. De nieuwe sorbent materialen zullen verder opgeschaald worden en vervolgens gestructureerd tot granulaten, zodat het mogelijk wordt om een klein-schalig prototype te bouwen op labo-schaal voor het testen in een relevante omgeving. De data gegenereerd in dit project zullen gebruikt worden voor het vervolledigen van een gezamenlijke UAntwerpen-VITO patent aanvraag. Met het oog op het versterken van het patent zullen tevens andere toepassingen van de nieuw ontwikkelde materialen onderzocht worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Seftel Elena

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit onderzoeksproject is de gelijktijdige valorisatie van anorganische (Ca-Si en Fe-houdende) afvalstromen en CO2 tot duurzame bouwmaterialen. Het carbonatatie-proces biedt de mogelijkheid om CO2-emissies te reduceren in de PoA. In dit project onderzoeken we hoe afvalstromen van de PoA gerecycleerd kunnen worden en geconverteerd naar nieuwe bouwmaterialen met hoge toegevoegde waarde. Dit zal gebeuren via studie van het reactiemechanisme en opheldering van de specifieke rol van silica en ijzer op het vormingsproces van microstructuur van de bouwmaterialen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Moderne materialen worden ontworpen om bepaalde functies uit te voeren bij een zo laag mogelijke productiekost. Deze trend verschuift de aandacht van het ontwerp van bv. het sterkste materiaal naar een voldoende sterk materiaal bij gebruik van een acceptabele hoeveelheid natuurlijke rijkdommen. De combinatie met de nanorevolutie waarbij eigenschappen van materialen steeds vaker afhangen van hun structuur op nanoschaal, vereist wetenschappelijke instrumenten die deze zgn. zachte materialen kunnen onderzoeken. Dit is typisch een opdracht voor transmissie elektronenmicroscopie (TEM) die een beeld geeft van de atomaire opbouw van materialen. Een nadeel van TEM is echter dat het beeldvormingsproces aanleiding kan geven tot het beschadigen van het materiaal, waardoor de analyse onbetrouwbaar of zelfs onmogelijk wordt. Om dit te verhelpen stellen we de aanschaf van een elektronendetector voor die op efficiënte wijze elk elektron kan detecteren waardoor de elektronendosis met bijna een factor 100 kan worden verlaagd. Deze vooruitgang verbreedt aanzienlijk het toepassingsgebied van TEM voor de studie van zachte materialen wat toelaat hun structuur te visualiseren tot op atomaire schaal.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbeeck Johan
• Co-promotor: Breugelmans Tom
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Lenaerts Silvia

Onderzoeksgroep(en)

• Elektronenmicroscopie voor materiaalonderzoek (EMAT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

PARTIAL-PGMs omvat een geintegreerde aanpak voor de ontwikkeling van innovatieve, hoog-performante nanogestructureerde nabehandelingssystemen voor uitlaat in de automobiel industrie. De integrale aanpak zal resulteren in de combinatie van een 3-wegskatalysator (TWC) en een benzine stoffilter (GPF) die in staat zijn om te voldoen aan de erg strenge normen van de toekomst, in combinatie met een verlaagd gebruik van edelmetalen (PGMs) en zeldzame aarden (REE).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit onderzoeksproject is de gelijktijdige valorisatie van anorganische (Ca-Si en Fe-houdende) afvalstromen en CO2 tot duurzame bouwmaterialen. Het carbonatatie-proces biedt de mogelijkheid om CO2-emissies te reduceren in de PoA. In dit project onderzoeken we hoe afvalstromen van de PoA gerecycleerd kunnen worden en geconverteerd naar nieuwe bouwmaterialen met hoge toegevoegde waarde. Dit zal gebeuren via studie van het reactiemechanisme en opheldering van de specifieke rol van silica en ijzer op het vormingsproces van microstructuur van de bouwmaterialen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het voorgestelde project beoogt de ontwikkeling van zogenaamde "nanoreactoren", die kunnen worden gezien als een middel om homogeen gekatalyseerde chemische reacties heterogeen uit te voeren. Het sleutelidee is om self-assembling metaal-organische netwerken (MOFs) met grote poriën te ontwikkelen door modificatie en optimalisatie van hun organische linkers. Uitgaande van reeds bestaande netwerken, zullen de organische linkers worden gefunctionaliseerd op de zijketens om er een katalysator aan te kunnen koppelen. De activiteit van de resulterende katalytisch actieve nanoreactoren zal worden aangetoond en vergeleken met de analoge homogeen gebruikte katalysatoren. Vermits de reactoren kristallijn zijn, hebben ze zeer goed gedefinieerde poriegrootten en –vormen, de poriën zijn bovendien continu doorheen het materiaal, en goed controleerbaar, reproduceerbaar en karakteriseerbaar. Het project overspant de speerpunten "Materiaalkarakterisatie" en "Duurzame Ontwikkeling"

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vande Velde Christophe
• Co-promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Fucci Rosa

Onderzoeksgroep(en)

• Intelligentie in processen, geavanceerde katalysatoren en solventen (iPRACS)
• Toegepaste Elektrochemie & Katalyse (ELCAT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Abbaspour Tehrani Kourosch
• Co-promotor: Bogaerts Annemie
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Herrebout Wouter
• Co-promotor: Johannessen Christian
• Co-promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Tavernier Serge
• Co-promotor: Vande Velde Christophe
• Mandaathouder: Sergueev Serguei

Onderzoeksgroep(en)

• Organische synthese (ORSY)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit. Het AGRECHEM consortium is een erkend excellentiecentrum van de Universiteit Antwerpen, met focus op groene en duurzame chemie. Eén van de grootste uitdagingen voor de toekomst omvat de productie van fijne chemicaliën op een duurzame manier. De vraag naar eco-vriendelijke en economisch voordelige syntheseroutes van chemicaliën vergt een gecoördineerde aanpak van wetenschappers met verschillende expertises, waarbij vooruitgang in synthese hand in hand gaat met vooruitgang in materiaalkarakterisering. Dit consortium groepeert dan ook twee onderzoeksgroepen gespecialiseerd in chemische synthese, en drie onderzoeksteams gespecialiseerd in materiaal karakterisering met focus op opheldering van mechanismen van chemische reacties. Het consortium heeft als doel om de bestaande onderzoeksexcellentie rond duurzame chemie binnen de Universiteit Antwerpen te consolideren en te versterken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Goovaerts Etienne
• Co-promotor: Janssens Koen
• Co-promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De invloeden van de reactorparameters en de materiaaleigenschappen van nanoporeuze Ti-katalysatoren op de conversie, selectiviteit en licht-efficiëntie in de fotokatalytische reductie van CO2 met water naar methanol worden nagegaan. Daarnaast worden nanoporeuze materialen met fotokatalytische activiteit onder zichtbaar licht ontwikkeld om een hogere conversie en licht-efficiëntie te bekomen. Dit wordt verwezenlijkt door dopering met koper en stikstof enerzijds en depositie van goud en zilver anderzijds.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Hoeven Nick

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel. De behandeling van afvalwater voor de verwijdering van organische polluenten vergt wereldwijde aandacht. Geavanceerde oxidatie processen (AOPs) omvatten krachtige methoden om toxische organische polluenten te degraderen. Eén methode is die van de fotokatalytische conversie met TiO2 materialen onder UV belichting. Het doel van dit project is om innovatieve TiO2 gebaseerde fotokatalysatoren te ontwikkelen die actief zijn onder zichtbaar licht voor de fotokatalytische conversie van polluenten (organische kleurstoffen) in afvalwater.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het FWO/VITO. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO/VITO-expertpanel. Het project is gericht op de ontwikkeling van regenereerbare adsorbentia voor waterige afvalstromen. Dit topic kadert tevens in de recyclage en het hergebruik van kritische elementen/stoffen, vb. fosfaten. Het doel van het onderzoek is zowel de materiaalontwikkeling als de materiaalvormgeving om functionele adsorbentia te bekomen die ingezet worden voor de regeneratie van waardevolle kritische verbindingen. Hiertoe worden nieuwe gestructureerde LDH materialen bereid met hoge sorptiecapaciteit en selectiviteit voor fosfaat ionen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Seftel Elena

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Bogaerts Annemie
• Co-promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Plasma Lab voor toepassingen in duurzaamheid en geneeskunde - Antwerpen (PLASMANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel. In dit project worden nieuwe geordende heterogene katalysatoren ontwikkeld die stabiel zijn en waarvan de functionele groepen niet uitlogen tijdens de katalytische toepassing. Daartoe worden poreuze hybride materialen ontwikkeld (organisch-anorganisch) met zure en basische sites die onderling niet interageren. We richten ons dus op een precieze locatie van de functionele groepen in de poreuze structuur.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het project doelt op de ontwikkeling van biosensoren voor kleine moleculen door inbedding van globine-eiwitten in nanoporeuze anorganische en hybride materialen. Dit behelst globineopzuivering, synthese en modificatie van poreuze materialen, en realizatie van de elektrochemische cel. De structurele en elektronische eigenschappen van de globines zullen tijdens het proces opgevolgd worden met resonante Raman en EPR spectroscopie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: De Wael Karolien
• Co-promotor: Dewilde Sylvia
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het FISCH-innovatieprogramma 'Hernieuwbare chemicaliën' opgestart in 2009 met het Gentse bedrijf Taminco als industriële trekker beoogt dan ook om alle relevante stakeholders van dit thema in Vlaanderen samen te brengen en de industriële, technologische en wetenschappelijke krachten te bundelen, en de benodigde innovatie-projecten op gang te brengen waarin vooral de focus wordt gelegd op lokaal-beschikbare hernieuwbare grondstoffen. Tevens zal de Roadmap trachten om uitgaande van het potentieel van hernieuwbare grondstoffen alle Vlaamse activiteiten rond hernieuwbare chemicaliën in kaart te brengen en hiervoor een toekomststrategie in Vlaanderen uit te werken. Hierdoor zullen versneld nieuwe waardeketens op basis van hernieuwbare chemicaliën kunnen gerealiseerd worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Sörensen Kenneth
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Maes Bert
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het belangrijkste doel van het NEXTGENCAT project is de ontwikkeling van nieuwe milieuvriendelijke nanogestructureerde autokatalysatoren, gebruik makende van transitiemetaal nanopartikels die partieel of volledig de platinum gebaseerde metalen (PGMs) kunnen vervangen. Gebaseerd op nanotechnologie, zullen lage kost nanopartikels geincorporeerd worden in verschillende substraten, gaande van geavanceerde keramieken tot siliciumcarbides, voor de ontwikkeling van efficiënte en goedkopere katalysatoren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het project beoogt de ontwikkeling en studie van nieuwe titania gebaseerde fotokatalysatoren met gecontroleerde eigenschappen voor fotodegradatie van polluenten onder zichtbaar licht (zowel in water als lucht). Het project spitst zicht tevens toe op mogelijke toepassingen van de fotokatalysatoren in de omzetting van CO2 in aanwezigheid van water, en op de afbraak van textielkleurstoffen in de waterfase.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Seftel Elena

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project behandelt de optimalisatie van de relatie tussen structuur en activiteit voor twee klassen van nanoporeuze materialen: Ag-TiO2 nanobuisjes en Periodische Mesoporeuze Organosilica's. We gebruiken hierbij een multidisciplinaire aanpak die geavanceerde 3D beeldvormingstechnieken combineert met moderne computationele methodes, beide op atomaire schaal. Dit laat toe om de synthese en de activiteit van de nanoporeuze materialen op een meer doelgerichte manier te verbeteren t.o.v. de klassieke trial-and-error methodes.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Bals Sara
• Co-promotor: Batenburg Joost
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit onderzoeksproject beoogt de vorming van zeoliet-gefunctionaliseerde materialen via een alternatieve synthesemethode om zo het zeolietkarakter van deze materialen te verhogen en te controleren. Bovendien zal een belangrijk deel van het onderzoek bestaan uit het karakteriseren van deze structuren, waarbij de aandacht ligt op het in kaart brengen van de selectiviteit van deze materialen naar adsorptie toe. Er wordt immers verwacht dat deze materialen sterk verschillende adsorptie-eigenschappen bezitten tegenover de klassieke zeolieten en de mesoporeuze materialen met amorfe silica wanden. Hierbij zal belangrijke fundamentele kennis van de zeolietnanopartikels, waaruit deze structuren zijn opgebouwd, worden bekomen. Belangrijk hierbij is het karakteriseren van de grootte en de kristalliniteit van de partikels. Verschillende synthesewegen zullen bewandeld worden ter bereiding van de uiteindelijke materialen, waarbij een controle over de morfologie en de verhouding microporositeit/mesoporositeit ten aanzien van de functionaliteit van de materialen belangrijk is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera
• Mandaathouder: Van Oers Cynthia

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het project omvat de ontwikkeling van nieuwe hybride mesoporeuze materialen voor toepassingen op het gebied van sorptie en katalyse. Verschillende synthesemethoden zullen onderzocht worden en de materialen gedetailleerd gekarakteriseerd via electon paramagnetische resonantie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

- Uitvoeren van syntheses van nanoporeuze titania (en titania-silica) materialen, gevolgd door relevante karakterisering (spectroscopie FTIR, Raman, porositeit, thermische analyse); - Testen van de nanomaterialen in fotokatalytische toepassingen; - Opheldering van het synthesemechanisme van deze nanoporeuze materialen via gespecialiseerde EPR technieken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Van Doorslaer Sabine
• Mandaathouder: Vinck Evi

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het onderzoek beoogt de synthese van hoog-selectieve keramische membranen voor procesge'integreerde toepassingen via templaat geassisteerde sol-gel methoden. Deze methoden openen niet alleen de mogelijkheid voor membranen met hoge selectiviteit en tailor-made poriegrootte, maar kunnen ook leiden tot membranen met chirale selectiviteit. De ontwikkelde membranen zullen getest worden op hun performantie in solventfiltratie. Een specifieke procestoepassing zal geselecteerd worden om hun marktpotentieel te demonstreren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Herregods Sebastiaan

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is een systematische en fundamentele studie van de verschillende mogelijke synthesecondities welke leiden tot de vorming van deze composiet (micro- mesoporeuze) materialen met ingebouwde heteroelementen. Hierbij staat de gecontroleerde vorming van de poriën, de verkregen morfologie en de coördinatie, bindingsplaatsen en sterkte van de actieve elementen centraal. Ook mogelijkheid tot het gecontroleerd aanpassen van de verhouding microporositeit/mesoporositeit en de diameter van de respectievelijke poriën is van groot belang voor dit type van materialen. Aandacht voor het synthesemechanisme waarmee deze materialen worden gevormd, heeft hierin een belangrijke rol.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Vernimmen Jarian

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De markt breidt uit naar complexere, procesgeïntegreerde scheidingen welke solventstabiele nanoporeuze membranen vereisen. Keramische nanoporeuze membranen vertonen een hoge stabiliteit in solventen maar zijn inherent hydrofiel. Het grote potentieel van toepassingen in de fijn-chemie (farmacie, agrochemie, enz.) vereist daarom de ontwikkeling van nieuwe stabiele keramische membranen met organische functionele groepen aan het oppervlak, welke hoge fluxen voor apolairdere solventen en sterk verbeterde solventscheidingen toelaten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meynen Vera
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Maes Bert

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project beoogt de optimalisatie van de synthese van hydrofobe membranen, om een zo hoog mogelijk scheidend vermogen voor moleculen van 500 Dalton te verkrijgen. Het onderzoek concentreert zich op de optimalisatie op poeders en houdt vooral post-modificaties en een uitgebreide karakterisering in. Het voordeel van de post-modificaties is dat een breed aantal andere functionalisaties mogelijk zijn. Het project beoogt de verkenning van dit breed gamma aan functionaliteiten en de ontwikkeling van procedures om tot optimale gefunctionaliseerde membranen te komen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In onderhavig project zal de invloed van de synthesecondities en depositietechnieken op de finale eigenschappen van dunne titania (TiO2) lagen worden nagegaan. Innovatieve methoden voor de vorming van poreuze poeders (UA, promotor P. Cool) zullen gecombineerd worden met recente expertise in verband met het vormen van dunne lagen (Uhasselt, promotor M.K. Van Bael). Aandacht zal ook besteed worden aan postsynthetische methoden om de stabiliteit en de eigenschappen van de materialen verder te controleren. Er wordt uitgegaan van de wetenschappelijke kennis voorhanden voor de vorming van poeders en er wordt onderzocht of deze overdraagbaar is op de vorming van dunne lagen. Op deze manier wordt getracht om fundamentele kennis te verwerven over de parameters welke controle mogelijk maken over de structuur en eigenschappen van het afgezette titania. Dit is van groot belang voor fotogeïnduceerde toepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit onderzoeksproject beoogt de vorming van zeoliet-gefunctionaliseerde materialen via een alternatieve synthesemethode om zo het zeolietkarakter van deze materialen te verhogen en te controleren. Bovendien zal een belangrijk deel van het onderzoek bestaan uit het karakteriseren van deze structuren, waarbij de aandacht ligt op het in kaart brengen van de selectiviteit van deze materialen naar adsorptie toe. Er wordt immers verwacht dat deze materialen sterk verschillende adsorptie-eigenschappen bezitten tegenover de klassieke zeolieten en de mesoporeuze materialen met amorfe silica wanden. Hierbij zal belangrijke fundamentele kennis van de zeolietnanopartikels, waaruit deze structuren zijn opgebouwd, worden bekomen. Belangrijk hierbij is het karakteriseren van de grootte en de kristalliniteit van de partikels. Verschillende synthesewegen zullen bewandeld worden ter bereiding van de uiteindelijke materialen, waarbij een controle over de morfologie en de verhouding microporositeit/mesoporositeit ten aanzien van de functionaliteit van de materialen belangrijk is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Meynen Vera
• Mandaathouder: Van Oers Cynthia

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De twee krachtlijnen van dit onderzoeksproject zullen gebaseerd zijn, enerzijds op het rechtstreeks combineren van zeolieten met mesoporeuze materialen. Anderzijds, zal de vorming van hybride materialen nagestreefd worden in welke mesoporeuze dragers worden gemodificeerd met organische groepen om alzo de selectiviteit te verhogen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is een systematische en fundamentele studie van de verschillende mogelijke synthesecondities welke leiden tot de vorming van deze composiet (micro- mesoporeuze) materialen met ingebouwde heteroelementen. Hierbij staat de gecontroleerde vorming van de poriën, de verkregen morfologie en de coördinatie, bindingsplaatsen en sterkte van de actieve elementen centraal. Ook mogelijkheid tot het gecontroleerd aanpassen van de verhouding microporositeit/mesoporositeit en de diameter van de respectievelijke poriën is van groot belang voor dit type van materialen. Aandacht voor het synthesemechanisme waarmee deze materialen worden gevormd, heeft hierin een belangrijke rol.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Vernimmen Jarian

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit onderzoeksproject beoogt de vorming van zeoliet-gefunctionaliseerde materialen via een alternatieve synthesemethode om zo het zeolietkarakter van deze materialen te verhogen en te controleren. Bovendien zal een belangrijk deel van het onderzoek bestaan uit het karakteriseren van deze structuren, waarbij de aandacht ligt op het in kaart brengen van de selectiviteit van deze materialen naar adsorptie toe. Er wordt immers verwacht dat deze materialen sterk verschillende adsorptie-eigenschappen bezitten tegenover de klassieke zeolieten en de mesoporeuze materialen met amorfe silica wanden. Hierbij zal belangrijke fundamentele kennis van de zeolietnanopartikels, waaruit deze structuren zijn opgebouwd, worden bekomen. Belangrijk hierbij is het karakteriseren van de grootte en de kristalliniteit van de partikels. Verschillende synthesewegen zullen bewandeld worden ter bereiding van de uiteindelijke materialen, waarbij een controle over de morfologie en de verhouding microporositeit/mesoporositeit ten aanzien van de functionaliteit van de materialen belangrijk is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Mandaathouder: Van Oers Cynthia

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Focus in dit project ligt hoofdzakelijk op PMO's (Periodische Mesoporeuze Organosilica's), een nieuwe klasse van poreuze hybride materialen. Er wordt voornamelijk gewerkt met BTEB (1,4-bistriethoxysilylbenzeen) als precursor. Wat resulteert in een structuur met kristallijne wanden, afwisselend een benzeenring en siloxaanbinding. Door middel van organische functionalisatie van de benzeenring is er een verdere modificatie mogelijk. De mogelijke toepassingen van PMO's worden veelvuldig aangehaald in recente literatuur, maar werden nog niet uitvoerig getest. Doel is dan ook de noodzaak van deze materialen op het vlak van katalyse en "metal-scavenging" te onderzoeken en te vergelijken met analoge gefunctionaliseerde silica en polymeermaterialen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Maes Bert
• Mandaathouder: Smeulders Geert

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project beoogt de fabricage van materialen met toepassing van sterke magnetische velden met grotere afmetingen aan een redelijke prijs. Voor dit specifieke project werden processen geselecteerd, die van strategische waarde zijn voor de betrokken onderzoeksgemeenschap, alsook voor de materiaalverwerkende industrie in Vlaanderen. De belangrijkste processen zijn: a) het verwijderen van fijne inclusies uit vloeibaar metaal en b) het structureren van functionele keramieken voor verbeterde eigenschappen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zullen anorganische dragermaterialen (SiO2, TiO2) gemodificeerd worden met organische groepen ter verhoging van de selectiviteit, activiteit en stabiliteit in diverse toepassingen, vnl. in keramische membraantoepassingen voor filtratie, afvalwaterzuivering,... Op deze manier worden aldus organische-anorganische hybride materialen aangemaakt met superieure eigenschappen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit onderzoeksproject zal getracht worden een nieuwe familie katalytische dragermaterialen met gecombineerde micro- en mesoporien en een hoge structurele stabiliteit te synthetiseren. Twee methoden zullen hierbij gevolgd worden: (1) het inbouwen van kristallijne, microporeuze zeoliet nanocapsules in de mesoporien van een geordend dragermateriaal en (2) de synthese van een geordend mesoporeus dragermateriaal met kristallijne microporeuze wanden. Zulke materialen kunnen interessante ontwikkelingen vormen in verschillende disciplines zoals selectieve katalyse, gecontroleerde vrijstelling van producten, adsorptie en scheidingen. Hun stabiliteit zal toelaten om hen te gebruiken in processen met extreme reactie omstandigheden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Promotor: Vansant Etienne
• Mandaathouder: Meynen Vera

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit is een samenwerkingsverband tussen chemici en scheikundige ingenieurs op het gebied van heterogene katalyse. Hierbij wordt getracht de actieve plaats op atomair niveau te verstaan, om van daaruit een katalysator op te bouwen in een reactor in de industrie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Promotor: Vansant Etienne

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nieuwe nanoporeuze silicium en niet-silicium gebaseerde materialen met gecombineerde micro- en mesoporositeit worden ontwikkeld en vervolgens katalytisch geactiveerd met transitiemetaaloxiden volgens innovatieve methoden. Een combinatie van macroscopische technieken en elektron microscopie zal gebruikt worden om een volledige structurele karakterisering van de katalysatoren te bekomen. Via TEM zal de morfologie en de poriestructuur bepaald worden en zal tevens getracht worden om de actieve metaalplaatsen in de poreuze matrix van de katalysator te localiseren. Deze informatie op nanometerschaal is van essentieel belang om het verband tussen de toegepaste synthesestrategie en de structuur en katalytische performantie van de katalysator op te helderen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Promotor: Vansant Etienne
• Co-promotor: Van Tendeloo Staf

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project willen we de unieke mogelijkheden van de hoogveld- en gepulste EPR technieken, ODMR en resonante Raman technieken aanwezig in de SIBAC en ECM laboratoria van de universiteit Antwerpen kombineren met de synthetische en katalytische expertise van het labo voor adsolptie en katalyse (UA) en van de DICOC (UG). Dit project zal eveneens in samenwerking met Dr. D. Mulphy van het Dept. of Chemistry in Cardiff University gebeuren die met zijn expertise op CW ENDOR het project zal complementeren (zie appendix I, bibliografie + medewerkingsbrief D. Mulphy). In een eerste deel zal de vorming van mesoporeuze materialen bestudeerd worden. In een tweede deel zal de incolporatie van metaalcomplexen geanalyzeerd worden, waarbij zowel de functionalizering van het mesoporeuze systeem, de gelsoleerde metaalcomplexen, de incolporatie v~ de precursoren en het eindproduct zal bekeken worden. In een laatste stap zullen de systemen getest worden op hun katalytlsche activiteit. Daarbij zullen de structuurkarakteriserende methoden ook ingezet worden om de mechanismen van de katalytische werking te achterhalen. Het einddoel van dit project is een beter begrip van de vorming en locatie van de metaalionsites in mesoporeuze systemen en het koppelen van deze informatie aan een analyse van de katalytische activiteit en de reactiemechanismen om uiteindelijk selektief de synthese van deze katalysatoren te kunnen optirnaliseren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Doorslaer Sabine
• Co-promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Om aan de macroscopische of bulkbeschrijving van sensormaterialen, waarin de microkristallijne laag, waarvan de bulkeigenschappen voor een groot stuk de precieze activiteit van de resulterende gassensor bepalen, centraal staat, een impuls te geven, wordt een consortium van vier onderzoeksgroepen samengesteld waarin de expertise m.b.t. de synthese van nieuwe sensormaterialen en de elektrochemische procedure, die ten grondslag ligt van de sensorconstructie, gecombineerd wordt met know-how betreffende de studie van de morfologie van (organische) materialen, a.d.h.v. stikstoffysisorptiemetingen en elektronenmicroscopie, en met kennis m.b.t. het meten van fasenevenwichtsverdelingscoëfficiënten van gassen tussen twee fasen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blockhuys Frank
• Co-promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Van Tendeloo Staf

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit excellentie netwerk beoogt de onderzoekssamenwerking tussen 19 Europese gerenomeerde onderzoekslaboratoria, aangevuld met 10 Europese satellietlaboratoria. De gemeenschappelijke onderzoeksactiviteiten steunen op 5 procespijlers: 1) synthese processen, 2) katalytische processen, 3) sorptie processen (scheiding en stockage), 4) membraan processen, 5) nieuwe processen. Het laboratorium adsorptie en katalyse tracht nieuwe vormingsprocessen van poreuze materialen te ontwikkelen met specifieke eigenschappen voor 'clean technology' toepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Promotor: Vansant Etienne

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Om aan bestaande textielproducten een meerwaarde te geven worden specifieke functies ingebouwd. In dit project zullen poreuze katalysatoren worden ingebouwd in verschillende textielprodukten, die actief, geur- of toxische componenten (sigarettenrook, zweet, formaldehyde, VOC's) uit de binnenhuislucht adsorberen en -om verzadiging te vermijden- ook katalytisch degraderen. De mogelijkheden omtrent adsorptie en katalytische degradatie, door gebruik te maken van verschillende titania katalysatoren, zullen geoptimaliseerd worden a.h.v. de nodige analysetechnieken (o.a. de selectiviteit en de stabiliteit van de katalytische degradatie is van groot belang).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gefunctionaliseerde hexagonale mesoporeuze MSU silica dragermaterialen met grote poriediameter tussen 4 en 15 nm worden bereid volgens een nieuwe, ecologische en economische voordelige synthese procedure. Tijdens een post-synthetische modificatie stap wordt het oppervlak van deze materialen gefunctionaliseerd met geschikte groepen (thiol, chloride, amine functies), die een sterke interactie aangaan met enzymen. Vervolgens worden een reeks van enzymen met variabele grootte geïmmobiliseerd op de MSU dragermaterialen. De invloed van de dragereigenschappen, zoals porositeit en oppervlaktekarakteristieken, op de geadsorbeerde hoeveelheid enzymes worden geëvalueerd, alsook de stabiliteit van de bekomen enzyme/silica composietmaterialen. Tot slot wordt de activiteit van de enzyme/mesoporeuze MSU katalysatoren bepaald in een geschikte biokatalytische reactie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Co-promotor: Vansant Etienne

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vansant Etienne
• Mandaathouder: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project worden diverse poreuze materialen (microporeuze en mesoporeuze) gemodificeerd teneinde op een gecontroleerde wijze hun eigenschappen te wijzigen. Hierdoor zullen hun adsorptie/desorptie en mogelijke katalytische gedrag geoptimaliseerd worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cool Pegie
• Promotor: Vansant Etienne

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Poreuze anorganische materialen vinden vanuit industrieel oogpunt interessante toopassingen op het gebied van adsorptie en katalyse, omwille van hun hoog specifiek oppervlak en porivolume. Gezien de groeiende vrnag naar materialen met grote poriën, worden poreuze klei heterostructuren (PCHs) bereid met gecombineerde micro- en mesoporositeit. Het globale doel is om een reproduceerbare synthesemethode, gebaseerd op de polymorisatie van silicaten tussen kleiplaatjes te ontwikkelen. Daar PCHs zure eigenschappen bezitten wordt een karakterisatie van de oppervlakte sites uitgevoerd om tevens hun acitiviteit als zure katalysator getest. Een modificatie met transitiemetaal ionen zal leiden tot actieve heterogene katalysatoren, waarbij eeu verband wordt gelegd tussen de reactiviteit en de aanwezige oppervlakte structuren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vansant Etienne
• Mandaathouder: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Verschillende gepilaarde kleimineralen worden gemodifieerd met koolstof teneinde hoge adsorptiecapaciteiten en selectiviteiten bij gasadsorpties te bekomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vansant Etienne
• Mandaathouder: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Verschillende gepilaarde kleimineralen worden gemodifieerd met koolstof teneinde hoge adsorptiecapaciteiten en selectiviteiten bij gasadsorpties te bekomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vansant Etienne
• Mandaathouder: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Verschillende gepilaarde kleimineralen worden gemodifieerd met koolstof teneinde hoge adsorptiecapaciteiten en selectiviteiten bij gasadsorpties te bekomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vansant Etienne
• Mandaathouder: Cool Pegie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject