Onderzoeksgroep

Laboratorium adsorptie en katalyse (LADCA)

Expertise

Poreuze materialen; structuur-activiteit relatie; materiaal karakterisatie; anorganische en hybride organisch-anorganische materialen; silica en metaaloxiden; katalysatoren; adsorbers en membranen Fotokatalytische degradatie van polluenten, fotokatalytische reductie reacties Specilisatie: Materiaal ontwikkeling Materiaal modificatie - oppervlak modificatie Materiaal karakterisatie synthese-eigenschappen-performantie correlatie Stabiliteit studies Membranen, katalysatoren en adsorbentia katalytische CO2 conversie Persoonlijke website: https://www.uantwerpen.be/nl/personeel/vera-meynen/ Linkedin: https://www.linkedin.com/pub/vera-meynen/27/4b9/319

Sabbatical - Prof. V. Meynen (BOF). 01/05/2021 - 30/04/2022

Abstract

De sabbatical is gefocust op synthese-eigenschap-performantie correlatie van (hybride) (poreuze) anorganische materialen voor verschillende toepassingen. De sabbatical heeft 2 luiken: 1) nieuwe persoonlijke skills en onderzoekscompetenties ontwikkelen in industrie-academische samenwerking; 2) een gedeelte van mijn tijd zal gespendeerd worden aan het uitdiepen van mijn kennis en ervaring in onderzoeksdomeinen die ik reeds gestart ben een aantal jaren geleden (synthese en modificatie van hybride metaal oxiden en plasma katalytische CO2 conversie). Specifiek zal ik mijn kennis uitbreiden naar diepgaande analyses die een toegevoegde waarde kunnen bieden om synthese mechanismen van hybride materialen en de correlatie van hun eigenschappen met hun performantie in toepassingen beter te begrijpen. Tenslotte zal een nieuwe samenwerking opgestart worden met de organische chemie groep om heterogene katalysatoren te ontwikkelen voor groene organische chemie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

FWO sabbatsverlof 2020-2021 (Prof. Vera Meynen). 01/05/2021 - 30/04/2022

Abstract

De sabbatical is gefocust op synthese-eigenschap-performantie correlatie van (hybride) (poreuze) anorganische materialen voor verschillende toepassingen. De sabbatical heeft 2 luiken: 1) nieuwe persoonlijke skills en onderzoekscompetenties ontwikkelen in industrie-academische samenwerking; 2) een gedeelte van mijn tijd zal gespendeerd worden aan het uitdiepen van mijn kennis en ervaring in onderzoeksdomeinen die ik reeds gestart ben een aantal jaren geleden (synthese en modificatie van hybride metaal oxiden en plasma katalytische CO2 conversie). Specifiek zal ik mijn kennis uitbreiden naar diepgaande analyses die een toegevoegde waarde kunnen bieden om synthese mechanismen van hybride materialen en de correlatie van hun eigenschappen met hun performantie in toepassingen beter te begrijpen. Tenslotte zal een nieuwe samenwerking opgestart worden met de organische chemie groep om heterogene katalysatoren te ontwikkelen voor groene organische chemie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Katalyse voor CCU: valorisatie van CO en CO2 via koolstofafvang en -gebruik. 01/01/2021 - 31/12/2025

Abstract

We leven in een koolstof gebaseerde maatschappij: koolstof is een essentieel element voor producten gaande van voeding tot brandstoffen en materialen. Echter, de stijgende hoeveelheid van CO2 in de atmosfeer zorgt voor een grote maatschappelijke uitdaging. Om de Parijs doelstellingen voor 2050 te behalen moeten we de transitie maken naar een circulaire economie en de CO2 emissies verlagen. Maar hoe? Een Vlaams multidisciplinair netwerk van wetenschappers, geconnecteerd aan sterke onderzoeksgroepen in Duitsland en Nederland, gefocust op koolstof afvang en gebruik (CCU) technologie, is een essentiële stap om samen de kennis te ontwikkelen voor een koolstof neutrale economie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Titaniumdioxide bekent kleur - gekleurde titania en hun geavanceerde karakterisatie voor gebruik in CO2 reductie en sensortoepassingen 01/01/2021 - 31/12/2024

Abstract

Materialen gebaseerd op titaniumdioxide (titania) zijn halfgeleiders met vele verscheiden toepassingen in chemische katalyse, elektrochemische sensortechnologie, voedselindustrie, energieconversie, en vele andere. Een groot deel van de toepassingen zijn gebaseerd op de vorming van een elektron en gat in de titania door absorptie van licht in het UV gebied. Dit beperkt echter heel veel praktische toepassingen, vermits zonlicht maar een beperkte UV inhoud heeft. Gekleurde titania, zoals grijze en zwarte titania, kunnen gevormd worden door thermische, chemische of sonochemische reductiemethoden. Alhoewel deze materialen zichtbaar licht absorberen, spreken studies in de vakliteratuur elkaar tegen over de activiteit van deze gekleurde materialen en de mechanismes die hiertoe leiden. Er is geen consensus over de optimale synthese paden om bepaalde gunstige materiaaleigenschappen te versterken. De grote heterogeniteit van gekleurde titania en hun syntheses gerapporteerd in de vakliteratuur verhindert het opstellen van een correlatie tussen synthese, elektronische structuur en activiteit. In de voorliggende geconcerteerde actie, zullen we de reductiecondities van poreuze titania op een gecontroleerde manier veranderen en tegelijk een veelvoud aan parameters bepalen, elektronenvallen, species die geadsorbeerd zijn aan het oppervlak, bulkdefecten, bandkloof, polymorfen en poriegroottes. We zullen de resultaten ook direct linken aan de specifieke activiteit van deze materialen. Hiertoe zullen we de capaciteit voor fotokatalytische reductie van CO2 meten en de toepasbaarheid van het materiaal als elektrodemateriaal in de elektrochemische detectie van fenolische verbindingen in water. Met deze aanpak, garanderen we dat de resultaten van de verschillende experimenten direct kunnen vergeleken en gecorreleerd worden. Dit zal toelaten om de sleutelfactoren te ontrafelen die de relatie tussen synthese, elektronische en geometrische structuur en activiteit van gekleurde titania bepalen. Deze kennis zal dan vertaald worden in optimale synthesecondities voor de hier bestudeerde toepassingen die belangrijk zijn voor duurzame chemie en ontwikkeling. Het voorliggende project maakt gebruik van de unieke complementaire expertise in de synthese, experimentele en theoretische karakterisatie en toepassingen van titaniumdioxide-gebaseerde materialen aanwezig aan de UAntwerpen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Synergetische ontwikkeling van katalytische materialen voor geïntegreerde foto- en elektrochemische CO2 conversie processen (SYN-CAT) 01/01/2021 - 31/12/2024

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)

Onderzoeksgroep(en)

Nanostructurering van het oppervlak van poreuze 3D titanium structuren 01/11/2020 - 31/10/2024

Abstract

Titanium en zijn legeringen worden in een verscheidenheid van toepassingen ingezet. Hun toepasbaarheid en performantie kan uitgebreid worden door het oppervlak te nanostructureren. Nanostructurering is een breed gebied van fysische en chemische technologie om de oppervlak topologie en chemie aan te passen. De topologie houdt de oppervlak ruwheid, porositeit en porie grootte distributie in, terwijl de oppervlak chemie de mogelijkheid om de chemische eigenschappen aan te passen naar een brede variatie in titanium oxide polymorfen of titanaten inhoudt. Hoe geavanceerder de nanostructuring methode die gebruikt wordt, hoe meer controle er over structurele en chemische eigenschappen mogelijk is. In dit doctoraat wordt getracht om nanostructurering methoden in te zetten op 3D micro-geextrudeerde structuren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

InSusChem - Consortium voor Geïntegreerde Duurzame Chemie Antwerpen. 15/10/2020 - 31/12/2026

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)

Onderzoeksgroep(en)

High-end elektronen paramagnetische resonantie instrumentatie voor katalyse en materialenkarakterisatie. 01/05/2020 - 30/04/2024

Abstract

Elektronen paramagnetische resonantie (EPR) biedt een uniek instrument voor de karakterisatie van paramagnetische systemen in biologische en synthetische materialen. EPR wordt gebruikt in diverse onderzoeksgebieden, zoals biologie, chemie, fysica, geneeskunde en materiaalwetenschappen. Het is een verzamelnaam voor verschillende technieken, waarbij de gepulste EPR methoden de veelzijdigste zijn en gedetailleerde informatie kunnen geven. De UAntwerpen heeft een gepulste en hoog-veld EPR-faciliteit die uniek is in België. De basis continue-golf EPR instrumentatie is echter dringend aan een upgrade toe. Verder werd recent een nieuw tijdperk in EPR spectroscopie ingeluid dankzij de technische ontwikkeling van AWGs (arbitrary waveform generators) met een kloksnelheid hoger dan een gigahertz. Deze AWGs laten nieuwe experimenten met specifieke pulsvormen toe waardoor veel gedetailleerdere informatie over de bestudeerde systemen kan bekomen worden. Bovendien verhoogt het de gevoeligheid en spectrale breedte van de EPR methoden enorm. Dit is belangrijk voor de studie van nanogestructureerde materialen en voor de detectie van actieve sites die transiënt gevormd worden tijdens katalyse, device-werking of reacties in biologische cellen, onderwerpen die van groot belang zijn voor het aanvragende consortium. De aangevraagde uitbreiding van de EPR faciliteit is essentieel om er voor te zorgen dat EPR aan de UAntwerpen in het voorveld blijft van dit heel snel veranderend onderzoeksgebied.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Katalyse voor duurzame organische chemie (CASCH). 01/01/2020 - 31/12/2025

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)

Onderzoeksgroep(en)

Dioxide naar monoxide: Innovatieve katalyse voor de omzetting van CO2 naar CO (D2M). 01/01/2020 - 30/09/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

EASICHEM - Efficiënte affiniteitsscheidingen voor chemische toepassingen 01/06/2019 - 31/05/2023

Abstract

Veel chemische bedrijven worden tegenwoordig geconfronteerd met zeer uitdagende vloeistofscheidingen, gericht op het scheiden van moleculen met zeer vergelijkbare fysische eigenschappen. De huidige trend naar meer biogebaseerde en/of op maat gemaakte chemicaliën zal het aantal van deze veeleisende scheidingen alleen maar doen toenemen. Deze uitdagingen zouden baat hebben bij efficiënte Affiniteitsscheidingen (AS). De meest traditionele AS-technologie is vloeistof-vloeistofextractie, waarbij het extraherende oplosmiddel fungeert als scheidingsmiddel. De meest selectieve AS is vloeistofchromatografie, aangedreven door de affiniteit tussen moleculen en een gefunctionaliseerde stationaire fase, het scheidingsmateriaal. Hoewel succesvol in verschillende situaties, hebben beide AS-processen belangrijke nadelen. EASiCHEM tracht deze beperkingen aan te pakken door efficiëntere en/of duurzamere AS-processen te ontwikkelen, met de nadruk op twee veelbelovende, energie-zuinige vloeistofscheidingstechnologieën: 1. Membraangebaseerde AS-processen: de selectiviteit van chromatografie naar membraanscheidingen brengen, met behulp van gefunctionaliseerde keramische membranen afgestemd op het voorliggende scheidingsprobleem; 2. Continue chromatografie: aanpak van het belangrijkste nadeel van selectieve chromatografie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een membraancontactor-achtig ontwerp op microreactorschaal. Het werkprogramma is bedoeld om uitgebreid de mogelijkheden en beperkingen van de nieuwe AS-processen met behulp van gefunctionaliseerde keramische materialen te verkennen, te begrijpen en te benchmarken. Het experimentele werk is ontworpen om adsorptieve interacties te correleren met materiaaleigenschappen en prestaties, en om overeenkomsten tussen membraan- en chromatografieprocessen te onthullen. Uitgebreide en voorspellende modellen zullen worden ontwikkeld en zullen toelaten om verdere experimenten te sturen. Het potentieel van de nieuwe AS-processen zal worden onderzocht in een verscheidenheid aan industrieel relevante scheidingsproblemen aangebracht door een industriële adviesraad. Dit zal toelaten het werkingsgebied van de nieuwe AS-processen juist te definiëren en een goede techno-economische evaluatie uit te voeren. Het uiteindelijke doel is om (een eerste) effectieve beslissingsboom af te leiden die elk specifiek scheidingsprobleem met het beste AS-proces verbindt. Om de realisatie van deze uitdagende doelstellingen te verzekeren, is een evenwichtig consortium van 7 (academische) partners samengesteld met de juiste, complementaire expertise, versterkt door eerdere relevante ervaring en sterke onderlinge samenwerking.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van pakking materialen en katalysatoren voor selectieve en energie efficiënte plasmagedreven conversies (PLASMACATDESIGN). 01/01/2019 - 31/12/2022

Abstract

PlasMaCatDESIGN heeft tot doel de ontwerpregels voor (katalytisch geactiveerde) pakking materialen te ontwikkelen om plasma-geactiveerde gasfase conversiereacties naar basis chemicaliën te verbeteren. Door de materiaal- eigenschap – performatie correlatie te begrijpen, beogen we het verhogen van de conversie, selectiviteit en energie efficiëntie van twee geselecteerde industrieel en milieu relevante model reacties waar plasma katalyse specifieke voordelen kan hebben: selectieve CO2 conversie naar C1-C5 (geoxideerde) koolwaterstoffen en anorganische amines (stikstof fixatie).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Lichtgevoelig zwart titanium dioxide voor foto-elektrochemische toepassingen: de detectie van polyfenolen in doorstroomsystemen. 01/10/2018 - 30/09/2022

Abstract

Recente ontwikkelingen in het verlengen van het lichtabsorptiebereik van titania (TiO2) in het zichtbare gebied heeft geresulteerd in een nieuw materiaal, d.w.z. zwart TiO2 met een bandgap van ongeveer 1,5 eV. Zwart TiO2 is een veelbelovende kandidaat voor foto- (elektro) katalyse onder bijna-infraroodlicht vanwege de smalle bandgap en de verbeterde elektronische geleidbaarheid, waaraan slechts beperkte aandacht is besteed om het te gebruiken als foto-elektrochemische sensor. Het gebruik van foto-elektrokatalysatoren in stationaire elektrochemische systemen wordt vaak geconfronteerd met vergiftigingsverschijnselen als gevolg van het gegenereerde product dat de elektrochemische detectie ernstig beïnvloedt. Om de recycleerbaarheid van de foto-elektrokatalysator te verbeteren, is een flow photo-elektrochemische cel de beste keuze vanwege de voortgezette beweging van een drageroplossing naar het elektrodeoppervlak. De combinatie van een stroomcel en een elektrochemische opstelling integreert het voordeel van twee systemen zoals hoge-massadiffusie en veel lagere hoeveelheid monstervereisten, terwijl sterke signalen en een hoge detectiegevoeligheid worden gegarandeerd. De kerngedachte dit project is het synthetiseren en exploiteren van zwart(gereduceerde) titaniumoxide als een zeer zichtbaar lichtgevoelig materiaal in een stroomanalyse-opstelling om polyfenolen te detecteren via foto-elektrochemie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De rol van heterogene elementen in de functionele groep bij oppervlak modificatie. 01/10/2018 - 30/09/2022

Abstract

Metaaloxiden hebben een hoge chemische en mechanische stabiliteit, wat hun ideale dragermaterialen maakt voor een verscheidenheid aan toepassingen in scheiding, katalyse, sensoren en andere. Echter, metaaloxiden bezitten weinig controleerbare selectieve interacties. Organische modificatiemethoden kunnen dit oplossen en aanleiding geven tot een grote verscheidenheid en affiniteit in interacties, eigen aan organische moleculen. De unieke manier om de organische groepen aan het oppervlak te verankeren, beïnvloed de eigenschappen van het oppervlak en het dragermateriaal zelf. De interacties aan het oppervlak welke gecreëerd worden in het hybride materiaal hangen sterk af van de specifieke fysicochemische en structurele eigenschappen van het metaaloxide, het type functionele groep, de gebruikte modificatie methode (Grignard modificatie of organofosfonzuur grafting) en de gebruikte synthese condities. Deze hoog potentiële methoden kunnen nieuwe opportuniteiten creëren voor affiniteit gedreven scheidingen, katalysatoren, sensoren enz., op maat gemaakt en hoog selectief omwille van hun geïnduceerde oppervlak eigenschappen. Ondanks hun potentieel ontbreekt vandaag de nodige fundamentele kennis naar de invloed van de modificatie condities en het type reagens op de verkregen fysicochemische eigenschappen, zeker indien functionele groepen beoogd worden anders dan lineaire koolwaterstoffen. Het invullen van dit gebrek aan kennis, is het doel van dit project. In eerste instantie willen we de impact van de metaal oxide drager op de interactie met stikstof bevattende aromatische en alifatische functionele groepen bestuderen. Zowel organofosfonzuur modificaties als Grignard modificaties zullen bestudeerd worden met een focus op de verschillen in fysicochemische eigenschappen die geïnduceerd worden door het stikstof heteroelement. De invloed van het dragermateriaal, de synthese condities, type modificatie methode en functionele groepen op de fysicochemische eigenschappen zullen worden geïdentificeerd om gecontroleerde oppervlak eigenschappen te kunnen bekomen. Dit DOCPRO4 heeft dus als doel de essentiële fundamentele kennis te ontwikkelen om een correlatie mogelijk te maken tussen synthese en verkregen fysicochemische eigenschappen van organofosfonzuur en Grignard gemodificeerde oppervlakken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

CO2PERATE: alle hernieuwbaar gebaseerde CCU naar mierenzuur geïntegreerd in een industriële microgrid 01/03/2018 - 28/02/2023

Abstract

Het hoofddoel van het project is de ontwikkeling van technologieën voor de omzetting van CO2 in chemicaliën met toegevoegde waarde met behulp van katalyse en hernieuwbare energie. Om de verschillende technologiën te benchmarken, vergelijken en ontwikkelen werd de synthese van mierenzuur gekozen als initiële doelmolecule.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Onderzoek in het domein van oppervlaktemodificatie van titania 3D structuren voor gebruik als metaalsorbens. 01/12/2017 - 31/10/2021

Abstract

Om te komen tot een nieuwe generatie van sorbenten zijn materiaalkeuze, de structurele architectuur waarin het materiaal vormgegeven wordt en de controle op de oppervlaktechemie van cruciaal belang. Dit project beoogt dan ook de ontwikkeling van een functionalisatieroute voor het aanbrengen van specifieke functionele groepen aan een titania oppervlak. Controle op en sturing van de aard, de verdeling en de bindingswijze van de functionele groepen aan het oppervlak maakt het immers mogelijk om verschillende interactiesites aan het oppervlak te creëren, die ieder op hun eigen manier interageren met het metaal of de combinaties van metalen in de stroom.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Opschalingstraject voor de industriële productie van FUNMEM membranen. 01/04/2020 - 31/03/2021

Abstract

Dit project heeft als doel de opschaling van industriële schaal productie van oppervlak gemodificeerde keramische FUNMEM ® membranen voor te bereiden. Het beoogt de noodzakelijke stappen om deze membraantechnologie verder te ontwikkelen in MRL (manufacturing level). Daarnaast wordt het business model verder verfijnd en uitgewerkt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Het begrijpen van de structuur-activiteit correlatie in plasma katalytische CO2 conversie 01/04/2019 - 31/03/2021

Abstract

Plasma katalyse ontwikkeld zich als een innovatieve technologie voor gas conversie. In dit project focussen we op de conversie van het stabiele CO2 naar basis chemicaliën die vandaag gebruikt worden in de chemische industrie. Om de conversie, energie efficiëntie en selectiviteit van deze reactie te sturen, worden pakking materialen ontwikkeld die geïntroduceerd worden in het plasma. Om de invloed van specifieke materialen in het plasma te begrijpen, wordt de kennis van de MSCA fellow en de promotor naar gecontroleerde aanmaak van katalysatoren gecombineerd. Deze materialen worden vervolgens gebruikt in plasma katalytische studies. Focus wordt gelegd op de impact van metaal dispersie en metaal-drager interacties op de verschillen in plasma karakteristieken, conversie en selectiviteit. Bovendien is er bijzondere aandacht voor de stabiliteit van de katalysator in het plasma. Daarnaast wordt de rol van de pakking geometrie in detail bestudeerd, een aspect waarvan recent aangetoond werd dat dit een sterkere invloed heeft in plasma processen dan in klassieke thermische processen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Infrastructuur voor het visualiseren processen op nanoschaal in gas-/damp- of vloeistofomgeving. 01/05/2018 - 30/04/2021

Abstract

Processen in energietoepassingen en katalyse, zowel als biologische processen, worden steeds belangrijker door de toenemende aandacht in de samenleving voor duurzame energiebronnen en technologieën. Voor een grondig begrip van deze processen, moeten we ze kunnen volgen tot op nano- of atomaire schaal. Transmissie elektronenmicroscopie (TEM) is hiervoor de optimale techniek, maar in zijn conventionele opstelling is het nodig dat het studieobject in ultrahoog vacuüm wordt geplaatst, wat de studie van processen onmogelijk maakt. Binnen deze aanvraag stellen we daarom voor om de studieobjecten met behulp van omgevingshouders in een gas/damp of vloeistofomgeving in de microscoop te plaatsen (en dit bij verschillende temperaturen). Op deze manier wordt beeldvorming, spectroscopie en diffractie van processen in reële tijd mogelijk. Deze infrastructuur zal verschillende onderzoeksgroepen binnen de Universiteit Antwerpen toelaten om innovatieve experimenten en vernieuwend onderzoek uit te voeren waarvoor de kennis van processen en interacties nodig is, zoals de interactie van vaste stoffen met gassen/dampen of vloeistoffen voor katalyse, de processen die voorkomen bij het laden en ontladen van batterijen, de nucleatie en groei van nanodeeltjes en de gedetailleerde ontrafeling van intracellulaire pathways in biologische processen relevant voor toekomstige cel-gebaseerde therapieën.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Begrijpen van materiaal-structuur-activiteit correlatie in plasma katalytische CO2 conversie (PLASMACAT) 01/05/2018 - 31/03/2019

Abstract

Tot nu toe werd plasma katalyse bestudeerd in verschillende type reactoren, onder verschillende omstandigheden en op een gefragmenteerde manier. Dat maakt het moeilijk om systematische informatie te verwerven over de impact van verschillende materiaaleigenschappen op plasma katalyse. Daarom heeft dit project tot doel om de materiaalimpact van een beperkt aantal materialen in meer detail te bestuderen. Hierbij wordt aandacht besteed aan specifieke eigenschappen zoals de vorm, metaal dispersie en metaal-drager interactie, welke nog niet eerder op een systematische manier werden nagegaan. Specifiek voor dit project wordt getracht de impact van katalysator dispersie op dry reforming van methaan en CO2 beter te begrijpen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Innovatieve sorbent materialen. 15/03/2018 - 14/03/2019

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)

Onderzoeksgroep(en)

Invloed van de omgevingsomstandigheden op de oppervlakmodificatie van titania met organische functionele groepen en hun impact op interactie met moleculen 01/10/2017 - 30/09/2019

Abstract

Metaaloxiden bevatten een hoge chemische en mechanische stabiliteit wat hun ideale dragermaterialen maakt voor toepassingen in scheiding, sorptie en katalyse. Maar, metaaloxiden hebben enkel hydroxylgroepen aan hun oppervlak wat de controle over interacties en sterkte van interactie beperkt voor toepassingen waarin adsorptie belangrijk is. In dit project wordt het gebruik van een nieuwe methode (grignard modficatie) in co-ontwikkeling met VITO. Deze methode geeft aanleiding tot unieke oppervlak eigenschappen. In dit project zullen fundamentele inzichten verworven worden naar de invloed van de synthesecondities op de fysico-chemische oppervlak eigenschappen. Bovendien wordt nagegaan hoe sterk deze verschillen in oppervlakeigenschappen de interactie van moleculen beïnvloed in zowel de gasfase als in oplossing. Het macroscopische doel van dit doctoraatswerk is (een gedeelte van) de ontbrekende basiskennis te genereren nodig voor het verhogen van de controle en specificiteit in de interactie van organisch gemodificeerde metaaloxiden met de omgeving. Dit project is daarom gefocust op 1) het verwerven van ontbrekende diepere inzichten in het modificeren van metaaloxide oppervlakken met de Grignard modificatie methode (en organofosfonzuurmodificatie als benchmark), nodig om de oppervlakeigenschappen te controleren. 2) Tevens zal de correlatie tussen controle over de oppervlakeigenschappen en de omvang en type impact op de controle van de interactie met de omgeving worden nagegaan (zowel fundamenteel als in applicaties aanwezig bij CHEM SCT en SUMAT), een correlatie die thans ontbreekt. Daarnaast zijn ook de interacties tussen de moleculen onderling bepalend voor de interacties met het oppervlak en de werking van het materiaal (selectiviteit). De interacties begrijpen, kwantificeren en voorspellen in combinatie met het ontwikkelen van kennis rond de controle van de oppervlakeigenschappen heeft een directe bijdrage aan het verder sturen, begrijpen en controleren van de performantie van deze materialen en op lange termijn naar procesintensificatie. Zo trachten we de nodige inzichten te creëren om die oppervlakeigenschappen te kunnen selecteren/induceren, aangepast aan de specifieke eigenschappen van de toepassing, zodat een substantiële impact op efficiëntie mogelijk wordt voor de diversiteit aan processen. Dit project gebeurt in nauwe samenwerking met verschillende partners zoals o.a. de unit scheidings- en conversietechnologie op VITO (FUNMEM IWT-SBO, EU project CERAWater) en UHasselt (FWO project "Studie naar de oppervlakte-eigenschappen van organisch gemodificeerde transitiemetaaloxiden"). Waarbij in de laboratoria van LADCA specifieke naar de rol van de condities van de modificatiemethode van hybride materialen word nagegaan en verbetert. In de laboratoria van VITO wordt in meer detail de impact van deze materiaaleigenschappen op de toepassingen in scheiding (o.a. membraanfiltratie van verschillende type stromen) bestudeerd.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Studie van locale interacties van organofosfonzuur gemodifcieerde oppervlakken via gecontrolleerde synthese, karakterisatie en ERP spin probing 01/10/2017 - 30/04/2019

Abstract

Verschillende toepassingen zoals scheiding en sensoren worden rechtstreeks beïnvloed door de eigenschappen van de gebruikte materialen. De eigenschappen van het oppervlak en hun specifieke interacties met moleculen zijn zeer belangrijke aspecten die gecontroleerd en begrepen moeten worden om deze materialen en technologiën verder te kunnen ontwikkelen en te verbeteren in hun wekring. Organofosfonzuur modificatie is een gekende methode om het oppervlak van de metaaloxiden veelzijdiger te maken in hun interactie met organische moleculen en zo robuustheid en de structurele voordelen van de anorganische drager te combineren met de flexibiliteit aan interacties van organische moleculen. Hoewel er verschillende studies zijn die de synthesecondities correleren aan de oppervlak eigenschappen, ontbreekt gedetailleerde kennis naar hun impact op specifieke interacties met moleculen op moleculaire schaal. Daarom wordt in dit project kennis naar nauwgezette controle van de synthese en de materiaaleigenschappen gecombineerd met studie naar dynamische lokale interactie van moleculen met het oppervlak via in-situ EPR met spin probes en in-situ IR. We trachten hierbij: de correlatie tussen synthese condities en de resulterende oppervlak eigenschappen te ontrafelen en hun impact op lokaal interactie gedrag beïnvloed door bijdragen van de (pakking dichtheid van) de functionele groepen, ongebonden reactieve groepen van de organofosfonzuren en het titania oppervlak, welke samen resulteren in het geobserveerde gemiddelde adsorptie gedrag. Bovendien willen we op deze manier belangrijke aspecten van het oppervlak modificatie mechanisme vinden door studies naar de beweegbaarheid van probe moleculen tijdens het modificatie proces, in en met de gegrafte laag.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Gelijktijdige valorisatie van anorganische (Ca-Si en Fe-houdende) afvalstromen en CO2 tot duurzame bouwmaterialen. 01/02/2017 - 30/11/2020

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)

Onderzoeksgroep(en)

Creëren van structurele en fysico-chemische controle om de eigenschappen van hybride periodische mesoporeuze metaalfosfonaten te versterken. 01/01/2017 - 31/12/2020

Abstract

Hybride organisch-anorganische materialen voegen organische functionaliteit toe aan anorganische materialen. De aandacht verschuift hierbij geleidelijk van silica gebaseerde materialen naar metaaloxiden. Hoewel er veel vooruitgang is ontstaan in oppervlak modificatie met organische lagen, kunnen materialen met matrix geïncorporeerde organische groepen specifieke eigenschappen induceren die niet mogelijk zijn via oppervlak modificatie. Een zeer sterke evolutie vond plaats in hybride microporeuze materialen zoals "metal organic frameworks" (MOF's). Aan mesoporeuze hybride metaaloxiden werd daarentegen veel minder aandacht gegeven. Dit project focused op de aanmaak van dit type mesoporeuze hybride materialen door interactie van metaal oxide precursoren met di-organofosfonzuren (RO)2O-P-R'-P-O (OR)2, wat hun intrinsiek soortgelijke potentieel geeft als de silica gebaseerde PMO's (periodische mesoporeuze organosilicaten). Onderzoek op deze periodische mesoporeuze metaaloxide fosfonaten is echter veel minder beschreven door de complexiteit om deze materialen te controleren in hun eigenschappen tijdens templaat gestuurde syntheses. Wij hebben tot doel om de nodige kennis te ontwikkelen om de controle over de structurele en fysico-chemische eigenschappen te verwerven door de impact van de precursoren (type en hoeveelheid), synthese condities en kinetiek van condensatie te ontrafelen. Daarnaast zullen we strategieën ontwikkelen om de vaak gerapporteerde nood tot stabilisatie van de materialen op te lossen. Diepgaande en complementaire geavanceerde karakterisatietechnieken zullen worden toegepast om de correlatie te vinden tussen materiaal eigenschappen en de specifieke synthese en stabilisatie methoden om zo de onderliggende mechanismen voor controle van eigenschappen en stabiliteit te vinden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De interactie met moleculen beïnvloeden door gecontroleerde organische oppervlakmodificatie op metaaloxiden. 01/10/2016 - 30/09/2017

Abstract

Metaaloxiden hebben een hoge chemische en mechanische stabiliteit, wat hun ideale dragermaterialen maakt voor een verscheidenheid aan toepassingen in katalyse en scheiding. Echter, metaaloxiden bezitten geen controleerbare selectieve interacties vermits ze enkel hydroxyl groepen bezitten aan hun oppervlak. Organische modificatiemethoden kunnen dit oplossen en aanleiding geven tot een grote verscheidenheid en affiniteit in interacties. De meest toegepaste oppervlak modificatiemethode is organosilanering, specifiek ontwikkeld voor silica dragers. Silica heeft echter een beperkte chemische stabiliteit waardoor een evolutie naar ontwikkeling van robuustere, stabiele dragermaterialen voor in-process toepassingen werd ingezet zoals in diverse scheidings- en zuiveringsprocessen. Titania en Zirconia zijn zulke goede stabielere alternatieven. Hun modificatie met organosilanen leidt echter tot onvoldoende stabiele bindingen. Nieuwe en alternatieve methoden zoals organofosfonzuur modificatie en de recent co-ontwikkelde (UA en VITO) gepatenteerde Grignard modificatie methoden zijn veelbelovend en resulteren in unieke oppervlak eigenschappen en scheidingsperformantie. Deze hoog potentiële methoden kunnen nieuwe opportuniteiten creëren voor affiniteit gedreven scheidingen, op maat gemaakt en hoog selectief omwille van hun geïnduceerde oppervlak eigenschappen. Ondanks hun potentieel ontbreekt vandaag de nodige fundamentele kennis naar de invloed van de modificatie condities en het type reagens op de verkregen fysicochemische eigenschappen, zeker indien functionele groepen beoogd worden anders dan lineaire koolwaterstoffen. Het invullen van dit gebrek aan kennis, is het doel van dit project. In eerste instantie willen we de impact van synthese condities, type modificatie methode en functionele groepen op de fysicochemische eigenschappen identificeren om gecontroleerde oppervlak eigenschappen te kunnen bekomen. Daarnaast willen we de impact van deze verkregen verschillen in oppervlak eigenschappen op de interactie met moleculen begrijpen. Dit DOCPRO4 heeft dus als doel de essentiële fundamentele kennis te ontwikkelen om een correlatie mogelijk te maken tussen synthese en verkregen fysicochemische eigenschappen enerzijds en de daaruit voortvloeiende specifieke moleculaire interacties van organofosfonzuur en grignard gemodificeerde oppervlakken anderzijds.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Membraanproces voor de scheiding van mengsels van vetzuren of hun derivaten. 01/01/2016 - 31/01/2021

Abstract

Oleochemicaliën zijn reeds een alternatieve hernieuwbare bron voor petrochemicaliën. Industriële processen die vetzuren of methyl esters van vetzuren (Fatty Acids Methyl Esters of FAME's) gebruiken moeten oliemengsels aanwenden, zelfs als enkele vetzuren hierin ongewenst zijn. Dit kan zorgen voor maar een beperkt aantal industriële toepassingen of voor een hogere kost bij het opzuiveringsproces. Een scheiding in hun individuele componenten zal het marktpotentieel doen stijgen én kan nieuwe markten openen. De doelstelling van dit doctoraatsonderzoek bestaat eruit een mogelijke scheidingsmethodiek te bieden voor vetzuren en hun afgeleiden met behulp van keramische gefunctionaliseerde nanofiltratiemembranen. Het doel is om een hogere scheidingsefficiëntie te bekomen dan bij de reeds bestaande technieken én daarbij een energiezuinige methode toe te passen, om zo de kostprijs te doen dalen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Anorganische chemie: adsorptie en katalyse. 01/01/2016 - 31/12/2020

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)

Onderzoeksgroep(en)

Gelijktijdige valorisatie van anorganische (Ca-Si en Fe-houdende) afvalstromen en CO2 tot duurzame bouwmaterialen. 01/01/2016 - 31/12/2018

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)

Onderzoeksgroep(en)

De invloed van de elektrokatalytische eigenschappen van Cu/Ag core-shell nanopartikels op de reductie van CO2 in een continue elektrochemische microreactor. 01/10/2015 - 30/09/2019

Abstract

De concentratie van CO2 in de atmosfeer is in de laatste decennia sterk toegenomen. Door de doelstellingen vooropgesteld door Europa is de afname van CO2 van cruciaal belang voor zowel de industrie als de onderzoekswereld. Bijgevolg focussen we in dit project op de elektrochemische reductie van CO2. Opdat dit procedé echter ooit kosteneffectief en industrieel toepasbaar kan worden, is het verlagen van de hoge overpotentiaal voor de elektrochemische reductie van CO2 noodzakelijk. Dit verplaatst het probleem naar de wereld van elektrokatalyse. In het bijzonder zullen de katalytische eigenschappen van bimetallische Cu/Ag core-shell nanopartikels op de reductie van CO2 naar waardevolle C1-C3 koolwaterstoffen onderzocht worden. Elektrochemische metingen zullen inzicht verschaffen in het reactiemechanisme en deze informatie zal aangewend worden in de elektrodepositie van de nanopartikels en toelaten om hun core-shell morfologie te optimaliseren. Daarnaast wordt in dit project de vorming van deze elektrokatalysatoren gecombineerd met de ontwikkeling van een continue elektrochemische membraanmicroreactor (integratie van zowel elektrodestructuur als celopbouw). We zijn ervan overtuigd dat deze gecombineerde aanpak de volgende stap betekent in een verdere industriële vertaling van de reductie van CO2 tot brandstoffen en chemische bouwstenen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De interactie met moleculen beïnvloeden door gecontroleerde organische oppervlakmodificatie. 01/10/2015 - 30/09/2017

Abstract

Metaaloxiden bevatten een hoge chemische en mechanische stabiliteit wat hun ideale dragermaterialen maakt voor toepassingen in scheiding, sorptie en katalyse. Maar, metaaloxiden hebben enkel hydroxylgroepen aan hun oppervlak wat de controle over interacties en sterkte van interactie beperkt voor toepassingen waarin adsorptie belangrijk is. In dit project wordt het gebruik van een nieuwe methode (grignard modficatie) in co-ontwikkeling met VITO. Deze methode geeft aanleiding tot unieke oppervlak eigenschappen. In dit project zullen fundamentele inzichten verworven worden naar de invloed van de synthesecondities op de fysico-chemische oppervlak eigenschappen. Bovendien wordt nagegaan hoe sterk deze verschillen in oppervlakeigenschappen de interactie van moleculen beïnvloed in zowel de gasfase als in oplossing. Het macroscopische doel van dit doctoraatswerk is (een gedeelte van) de ontbrekende basiskennis te genereren nodig voor het verhogen van de controle en specificiteit in de interactie van organisch gemodificeerde metaaloxiden met de omgeving. Dit project is daarom gefocust op 1) het verwerven van ontbrekende diepere inzichten in het modificeren van metaaloxide oppervlakken met de Grignard modificatie methode (en organofosfonzuurmodificatie als benchmark), nodig om de oppervlakeigenschappen te controleren. 2) Tevens zal de correlatie tussen controle over de oppervlakeigenschappen en de omvang en type impact op de controle van de interactie met de omgeving worden nagegaan (zowel fundamenteel als in applicaties aanwezig bij CHEM SCT en SUMAT), een correlatie die thans ontbreekt. Daarnaast zijn ook de interacties tussen de moleculen onderling bepalend voor de interacties met het oppervlak en de werking van het materiaal (selectiviteit). De interacties begrijpen, kwantificeren en voorspellen in combinatie met het ontwikkelen van kennis rond de controle van de oppervlakeigenschappen heeft een directe bijdrage aan het verder sturen, begrijpen en controleren van de performantie van deze materialen en op lange termijn naar procesintensificatie. Zo trachten we de nodige inzichten te creëren om die oppervlakeigenschappen te kunnen selecteren/induceren, aangepast aan de specifieke eigenschappen van de toepassing, zodat een substantiële impact op efficiëntie mogelijk wordt voor de diversiteit aan processen. Dit project gebeurt in nauwe samenwerking met verschillende partners zoals o.a. de unit scheidings- en conversietechnologie op VITO (FUNMEM IWT-SBO, EU project CERAWater) en UHasselt (FWO project "Studie naar de oppervlakte-eigenschappen van organisch gemodificeerde transitiemetaaloxiden"). Waarbij in de laboratoria van LADCA specifieke naar de rol van de condities van de modificatiemethode van hybride materialen word nagegaan en verbetert. In de laboratoria van VITO wordt in meer detail de impact van deze materiaaleigenschappen op de toepassingen in scheiding (o.a. membraanfiltratie van verschillende type stromen) bestudeerd.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

EnOp: CO2 voor energieopslag. 30/06/2015 - 30/06/2020

Abstract

Om het westerse energiesysteem toch flexibel, betrouwbaar en toegankelijk te houden is (chemische) energieopslag essentieel. In het door NanoHouse geïnitieerde project 'CO2 voor Energieopslag' (EnOp) worden energieopslag systemen en materialen ontwikkeld met CO2. EnOp heeft als doel om energieopslagsystemen en CO2-omzettingstechnologieën te ontwikkelen. Het opslaan van duurzaam opgewekte energie gebeurt onder andere door CO2 om te zetten in hoger-energetische koolstofverbindingen. Deze verbindingen kunnen worden gebruikt als vervanging voor fossiele brandstoffen (chemische energiedragers) en/of als grondstof voor eindproducten zoals kunststoffen (specialty chemicals). Onderzoek en ontwikkeling door EnOp resulteert in zeven uitgewerkte technologieën: Drie technologieën om zonlicht en CO2 om te zetten en op te slaan in de vorm van chemicaliën en brandstoffen. Vier technologieën om energie indirect via elektriciteit om te zetten zoals bv. via plasma technologie. Elk traject van EnOp wordt door een consortium van internationale partners uitgevoerd. Een businessteam intensiveert de grensoverschrijdende samenwerking. Dit team bestaat uit Vlaamse en Nederlandse ondernemers. Naast de inhoudelijke kennis worden op deze wijze ook Vlaamse en Nederlandse marktinzichten op een pragmatische manier betrokken bij EnOp.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

SusChemA. 01/01/2015 - 31/12/2020

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)

Onderzoeksgroep(en)

Systematisch onderzoek naar de impact en opportuniteiten van katalysatoren in de conversie van CO2 en methaan door middel van een plasma. 01/01/2015 - 31/12/2018

Abstract

In dit onderzoek zal getracht worden om CO2 en CH4 (twee broeikasgassen) via dry reforming om te zetten naar syngas (een mengsel van H2 en CO) en vervolgens naar methanol. Dit zal gebeuren door een synergie van plasma en katalyse, ofwel in twee stappen, ofwel (preferentieel) in één stap. De synergie zal bestudeerd worden door een pakking in een DBD reactor te plaatsen, vervolgens hierop een dragermateriaal aan te brengen en tenslotte hierop een katalytisch actief element af te zetten. Door dit stapsgewijs proces kan heel wat geleerd worden over de synergie tussen plasma en katalyse.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

CO2 conversie voor de aanmaak van hernieuwbare chemische basisproducten en brandstoffen via synergie tussen plasma en fotokatalysatoren (SynCO2Chem). 01/04/2014 - 31/08/2019

Abstract

Dit project heeft als doel experimenteel bewijs te leveren dat fotokatalysatoren in plasma katalyse in staat zijn om CO2 te reduceren tot hernieuwbare basischemicaliën en brandstoffen (chemische energie) uitgaande van laag geconcentreerde CO2 stromen welke water en onzuiverheden bevatten. We beogen hiervoor de noodzakelijke basiskennis te ontwikkelen en aan te tonen dat deze technologie perfect aansluit met de recent gedefinieerde gebreken, noodzaak en opportuniteiten voor hoog potentiële CO2 conversie technologie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ondersteuning instandhouding wetenschappelijke apparatuur (Laboratorium adsorptie en katalyse). 01/01/2014 - 31/12/2020

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)

Onderzoeksgroep(en)

Oppervlaktemodificatie van materialen. 01/01/2014 - 31/12/2018

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)

Onderzoeksgroep(en)

Valorisatie van anorganische reststromen door middel van vormgeving tot hiërarchisch gestructureerde materialen voor het gebruik in industriële toepassingen. 01/01/2014 - 31/12/2017

Abstract

Het doel van dit doctoraatswerk bestaat erin om de mogelijkheden na te gaan om fijnkorrelige afval- en reststromen (voornamelijk silica-houdende) via een slimme vormgeving om te zetten naar keramische, hiërarchische microsferen die kunnen gebruikt worden in hoogwaardige toepassingen. Hiervoor zullen er extra functionaliteiten moeten ontstaan tijdens de keramische vormgeving die voor deze meerwaarde zorgen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Valorisatie van anorganische reststromen door middel van vormgeving tot hiërarchisch gestructureerde materialen voor het gebruik in industriële toepassingen. 01/11/2013 - 30/04/2018

Abstract

Het doel van het project is vooral gericht op de vormgeving van hiërarchische structuren startende van een fijn poeder. Afhankelijk van het systeem zijn verschillende coagulatiemechanismen mogelijk zoals, koelen, drogen of chemische reacties. Deze technieken zullen onderzocht worden met behulp van een referentie systeem. Daarnaast dient een overzicht opgemaakt te worden van de verschillende soorten fijnkorrelige reststromen die aanwezig zijn. In een laatste fase zal de gekozen reststroom omgezet worden in een hiërarchische structuur voor een welbepaalde toepassing.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Studie van de invloed van poreuze macrogestructureerde dragers en hun zeoliet coating op massa transport: een synergische aanpak van modelering, gecontroleerde aanmaak, karakterisatie en sorptie. 01/01/2013 - 31/12/2016

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)

Onderzoeksgroep(en)

Naar een nieuwe aanpak voor bioelektrochemie – Doelgerichte immobilizatie van globines op poreuze materialen. 01/01/2013 - 31/12/2016

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)

Onderzoeksgroep(en)

Doelgerichte immobilizatie van globine-eiwitten op poreuze materialen voor elektrochemische toepassingen. 01/01/2013 - 31/12/2016

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)

Onderzoeksgroep(en)

Hoe nieuwe waardeketens in de Vlaamse chemische sector realiseren: Naar een markt & Technologie Roadmap 'Hernieuwbare Chemicaliën'. 01/10/2012 - 31/05/2013

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)

Onderzoeksgroep(en)

Het vormgeven van CO2-transport via poreuze structuren tijdens carbonatie. 01/07/2012 - 30/09/2013

Abstract

In dit project wordt aan de hand van numerische modellen de reactie onderzocht tussen magnesium/calcium-rijke mineralen die typisch voorkomen in afvalmaterialen enerzijds en CO2 anderzijds, waarbij carbonaten gevormd worden. Het doel is om de parameters die dit carbonatieproces beïnvloeden te optimaliseren, zodat uiteindelijk de transitie van het proces van laboschaal naar pilootschaal verbeterd wordt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van een efficiënte antifoulische enting om de toepasbaarheid van keramische nanofiltratiemembranen tijdens waterbehandeling te verhogen. 01/05/2012 - 30/09/2016

Abstract

In nauwe samenweking met UA werd bij VITO recent een innovatieve methode ontwikkeld om het oppervlak van keramische membranen op een stabiele manier te modificeren. De geënte groepen zijn niet gevoelig voor rehydroxilatie, zoals in het geval van andere state-of-the-art technieken. Het doel van dit project is deze nieuwe modificatiemethode te gebruiken om een efficiënte anti-fouling coating te ontwikkelen op commerciële keramische nanofiltratie membranen om hun performantie in water te verhogen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van de volgende generatie kostefficiënte automobiele katalysatoren (NEXT-GEN-CAT). 01/02/2012 - 31/01/2016

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)

Onderzoeksgroep(en)

Simultane valorisering van ijzerrijke afvalstromen en koolstofdioxide door reactie bij verhoogde druk. 02/01/2012 - 30/09/2016

Abstract

Volgens het gesloten loop principe worden "end-of-pipe" afvalstromen beschouwd als startmaterialen voor nieuwe of bestaande processen. In dit doctoraat worden twee zulke afvalstromen, nl. ijzerrijk afval en koostofdioxide (CO2), gecombineerd om een of meerdere nieuwe producten te vormen. Dit onderzoek zal een integrale oplossing bieden voor veel voorkomende en beschikbare afvalstromen zonder oog te verliezen voor economische en industriële toepasbaarheid.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van nieuwe katalysatormaterialen voor toepassingen in de groene chemie. 01/01/2012 - 31/12/2016

Abstract

In dit project, zullen een breed gamma van poreuze architecturen (keramische en metallisch gebaseerd) die de laatste jaren ontwikkeld werden binnen de groep KMP (VITO), geoptimaliseerd worden naar hun gebruik als heterogene katalysatoren. De voordelen van de bekomen materialen zullen economisch geëvalueerd worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Studie naar de oppervlakte-eigenschappen van organisch gemodificeerde transitiemetaaloxiden. 01/01/2012 - 31/12/2015

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)

Onderzoeksgroep(en)

Simultane valorisatie van ijzerrijke afvalstromen en koolstofdioxide door reactie bij verhoogde druk. 01/01/2012 - 31/12/2015

Abstract

Deze doctoraatsstudie beoogt het simultaan opwaarderen van ijzerrijke afvalstromen en koolstofdioxide, die beiden end-of-pipe producten zijn, tot volwaardig bruikbare en economisch waardevolle producten. Daartoe zullen verschillende reactietypes, werkende bij verhoogde druk en temperatuur, aangewend en onderzocht worden. Om de industriële toepas- en haalbaarheid in te schatten zal een economische beoordeling worden opgemaakt van de uitgewerkte procedés, de gebruikte afvalstromen en de bekomen producten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

FunMem4Affinity: Observatieonderzoek van de affinitieit van functionele keramische membranen via nanofiltratie van organische oplosmiddelen. 01/01/2012 - 30/04/2015

Abstract

De hoofddoelstelling van het project FunMem4Affinity is de exploratie en het begrijpen van het potentieel van affiniteitsscheiding met gefunctionaliseerde keramische membranen in nanofiltratie in organische solventen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Anorganische chemie: adsorptie en katalyse. 01/01/2011 - 31/12/2015

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)

Onderzoeksgroep(en)

Zeoliet-gefunctionalizeerde materialen met bimodale porositeit 01/10/2010 - 30/09/2012

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)

Onderzoeksgroep(en)

Onderzoek op het gebied van gemodificeerde materialen voor membraantechnologie en onderzoek naar de ontwikkeling van nieuwe heterogene katalysatoren. 22/02/2010 - 31/12/2012

Abstract

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

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Geïntegreerde organisch-anorganische syntheseroutes voor de vorming van nieuwe gefunctionaliseerde periodisch mesoporeuze organosilica materialen. 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Innovatieve synthesewegen ter vorming van nieuwe gefunctionaliseerde kristallijne 'Periodisch Mesoporeuze Organosilicas' (PMO's) zullen worden ontwikkeld. Kennis en reacties uit organische chemie zullen worden geïmplementeerd in de gekende synthese van de poreuze hybride organisch-anorganische materialen. Hiertoe zullen 1) enerzijds nieuwe aromatische organosilica precursoren met heteroatomen (N, S, O, P, Cl ¿) worden aangemaakt, welke kunnen ingezet worden voor de synthese van innovatieve PMO's. 2) Anderzijds zullen organische reacties, welke gekend zijn in homogene reactiemilieus, worden uitgevoerd op de reeds gevormde PMO materialen teneinde de aromatische groepen in het PMO materiaal te modificeren. De aandacht zal gevestigd zijn op fundamentele aspecten zoals de invloed van de aanwezige heteroatomen op het synthesemechanisme van de PMO's en adsorptie studies om de impact na te gaan van diffusiefenomenen, sterische hindering, verschillen in hydrofobiciteit enz. op de organische reacties in de PMO.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Gefunctionaliseerde keramische membranen voor solventscheiding. 01/07/2009 - 30/06/2010

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)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van gefunctionaliseerde keramische NF membranen door post-modificatie. 01/02/2009 - 30/09/2011

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)

Onderzoeksgroep(en)

Synthese en optimalisering van op maat gemaakte, gedragen titania lagen voor de toepassing in foto-geactiveerde processen. 01/01/2009 - 31/12/2012

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)

Onderzoeksgroep(en)

Zeoliet-gefunctionaliseerde materialen met bimodale porositeit. 01/10/2008 - 30/09/2010

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)

Onderzoeksgroep(en)

Modificatie van poreuze dragers voor de vorming van organisch-anorganische hybride materialen. 01/10/2007 - 30/09/2010

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)

Onderzoeksgroep(en)

Synthese en karakterisering van katalytische actieve poreuze composietmaterialen. 01/10/2005 - 30/09/2007

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)

Onderzoeksgroep(en)

Synthese en karakterisering van katalytische actieve poreuze composietmaterialen. 01/10/2003 - 30/09/2005

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)

Onderzoeksgroep(en)

Synthese en karakterisering van microporeuze overgangsmetaaloxide nanocapsules in mesoporeuze geordende dragermaterialen : een nieuwe katalysator. 01/10/2002 - 30/09/2003

Abstract

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

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)