Σεμινάρια Τμήματος (Webinars): Κωνσταντίνος Γούλας - Κατάλυση για την αναβάθμιση βιομάζας: Βασικές και εφαρμοσμένες γνώσεις για την παραγωγή καυσίμων και χημικών
Abstract
Το κλειδί για την επίτευξη υψηλής εκλεκτικότητας σε διαδοχικές αντιδράσεις αφυδρογόνωσης-αλδολικής συμπύκνωσης είναι η πρόληψη αντιδράσεων αποκαρβονυλίωσης. Σε αυτές τις αντιδράσεις, υψηλή εκλεκτικότητα μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση διμεταλλικών καταλυτών παλλαδίου-χαλκού. Χρησιμοποιώντας μετρήσεις φασματοσκοπίας ακτίνων Χ (XAS), ηλεκτρονικής μικροσκοπίας (TEM) και υπολογισμούς θεωρητικής χημείας (DFT), αποδεικνύεται ότι ο διαχωρισμός των ατόμων του χαλκού προς την επιφάνεια των νανοσωματιδίων του καταλύτη προλαμβάνει τις ανεπιθύμητες αντιδράσεις αποκαρβονυλίωσης. Επίσης, αποδεικνύεται ότι η μετάδοση ηλεκτρονιακής πυκνότητας από το χαλκό στο παλλάδιο αυξάνει το ρυθμό της επιθυμητής αντίδρασης αφυδρογόνωσης.
Αντιδράσεις υδροαποξυγόνωσης είναι συχνά απαραίτητες πριν από την ανάμιξη προϊόντων βιομάζας με ρεύματα καυσίμων ή χημικών προϊόντων. Συχνά, σε αυτές τις αντιδράσεις χρησιμοποιούνται ως καταλύτες οξείδια μετάλλων. Πειραματικές και θεωρητικές μετρήσεις αποδεικνύουν ότι η υδροαποξυγόνωση φουρανικών ενώσεων λαμβάνει χώρα μέσω ενός αντίστροφου μηχανισμού Mars-van Krevelen, κατά τον οποίο κενά οξυγόνου στην επιφάνεια των οξειδίων διασπούν το δεσμό άνθρακα-оξυγόνου και ο ρυθμός αντίδρασης ακολουθεί μια καμπύλη “volcano” ως συνάρτηση της ισχύος του δεσμού μετάλλου-οξυγόνου στο οξείδιο. Με βάση αυτά τα ευρήματα, αναπτύσσουμε μια διεργασία για την παραγωγή απορρυπαντικών από βιομάζα.
Speakers Short CV
Ο Κωνσταντίνος Γούλας έλαβε το δίπλωμα Χημικού Μηχανικού από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης το 2009. Έλαβε το διδακτορικό του το 2015 από το UC Berkeley, ερευνώντας την αναβάθμιση προϊόντων ζύμωσης σε πρόδρομες ενώσεις καυσίμων ντίζελ μέσω διαδοχικών αντιδράσεων αφυδρογόνωσης-αλδολικής συμπύκνωσης. Στη συνέχεια εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Catalysis Center for Energy Innovation στο Πανεπιστήμιο του Delaware, εστιάζοντας στην ανάπτυξη θεμελιωδών σχέσεων δομής-ενεργότητας για αντιδράσεις υδροαποξυγόνωσης. Από το 2018, είναι Επίκουρος Καθηγητής στο τμήμα Χημικών Μηχανικών στο πανεπιστήμιο Oregon State. Η έρευνα στην ομάδα του επικεντρώνεται στη χρήση φασματοσκοπίας για την κατανόηση θεμελιωδών σχέσεων μεταξύ δομής και ενεργότητας στην κατάλυση με μεταλλικά κράματα και στο συνδυασμό κινητικής και φασματοσκοπίας για την ανάπτυξη καταλυτών για διεργασίες αναβάθμισης βιομάζας.