Nieuws

Yuman Qin

• 22/11/2024
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Groenenborger, V.008  
• Promotor: Shoubhik Das
• Departement Chemie

Abstract

The advancement of sustainable technologies is imperative for mitigating global environmental issues. Photoredox catalysis leverages light to facilitate chemical reactions, representing an energy-efficient and environmentally benign strategy. Complementary to this, circular chemistry (CC) provides a guiding framework for chemical researchers, emphasizing resource efficiency and waste minimization, which is crucial for driving a sustainable future. By converting plastic waste into valuable resources, advanced catalytic processes like photoredox catalysis can substantially lower environmental impact. Furthermore, integrating CO2 capture technologies with CC principles is vital for combating climate change by reducing atmospheric CO2 levels. Additionally, the direct oxidation of C(sp3)–H bonds using O2 as an oxidant is a significant process in fine chemical industries, underscoring the importance of efficient and sustainable oxidation processes. This thesis investigates the synergistic potential of photoredox catalysis, circular chemistry, plastic waste valorization, CO2 capture, and efficient oxidation processes, illustrating how these methodologies can effectively reduce environmental impact, optimize resource use, and support sustainable development. The thesis is divided into four chapters:

• Chapter 1: An overview and introductory exposition of the fundamental principles and concepts of photoredox catalysis are provided. 

• Chapter 2: We have developed a metal-free photocatalytic system for the valorization of plastic waste, specifically targeting 13 different polystyrene-based plastics that are commonly found in daily life. These plastics were successfully converted into benzoic acid. Subsequently, benzoic acid was transformed into aromatic building blocks such as benzene, toluene, salicylic acid, and biphenyl. This approach demonstrated significant potential in addressing the challenges posed by plastic pollution and the requirement for the production of aromatic compounds. 

• Chapter 3: We have pioneered a methodology for utilizing CO2 from exhaust gases to synthesize γ-lactam to mitigate atmospheric CO2 accumulation. This approach boasted a wide substrate scope and high functional group tolerance. Furthermore, it enabled the construction of an γ-lactam core between diverse bioactive compounds, highlighting substantial potential for drug design applications. 

• Chapter 4: We have developed an efficient single-atom heterogeneous photocatalyst for the oxygenation of allylic C-H bonds by utilizing O2 as the oxidant which did not require an additional hydrogen atom transfer (HAT) agent. This reaction system has been meticulously engineered, demonstrating excellent substrate compatibility and functional group tolerance, which underscores its industrial applicability and validates the significance of this approach.

Peng Ren

• 21/11/2024
• 16.00 uur
• Locatie: Campus Groenenborger, T.148
• Promotor: Shoubhik Das
• Departement Chemie

Abstract

This thesis explores the development and application of novel heterogeneous photocatalysts for environmentally sustainable production of hydrogen peroxide (H₂O₂) and CO₂ reduction. Utilizing sunlight as an energy source, these photocatalytic processes aim to address the global energy demand and reduce dependence on non-renewable energy sources while mitigating climate change impacts. Conventional methods of H₂O₂ production rely on hazardous chemicals, generating considerable waste. In contrast, photocatalytic H₂O₂ synthesis presents a cleaner alternative, with fewer harmful by-products. Similarly, the rising CO₂ levels, primarily due to fossil fuel combustion, contribute significantly to global warming. Photocatalytic CO₂ reduction, integrating Carbon Capture and Utilization (CCU) strategies, offers a promising solution by capturing CO₂ from exhaust gases and repurposing it for various applications, thus reducing emissions.

The thesis begins with an introduction to semiconductor photocatalysts, with a focus on BiOBr-based, single-atom, and g-C₃N₄-based catalysts, covering their synthesis, photocatalytic applications, and associated reaction mechanisms. Subsequent chapters delve into the specific catalysts developed for H₂O₂ production and CO₂ reduction.

In Chapter 2, a lignin-supported BiOBr photocatalyst (LBOB) is presented, designed for direct H₂O₂ production from seawater. Various characterization techniques (e.g., XRD, SEM, UV-Vis, ssNMR, XPS) were employed to analyze its structural and optical properties. Results indicated that lignin enhanced the photocatalytic performance by providing structural stability, lowering reduction potential, and facilitating electron transfer via functional groups acting as electron sinks.

Chapter 3 introduces a manganese-based single-atom photocatalyst optimized for H₂O₂ production via water oxidation. The catalyst's structural and electronic properties were characterized using UV-Vis, EPR, XANES, EXAFS, HRTEM, XPS, and ssNMR. The Mn centers played a pivotal role in generating hydroxy radicals (•OH), crucial intermediates for H₂O₂ synthesis.

Chapter 4 examines an iron-based photocatalyst for converting CO₂-rich gas streams into valuable products, demonstrating an impressive carbon monoxide (CO) production rate. This catalyst’s efficiency highlights its potential for practical CCU applications, leveraging sunlight for sustainable chemical transformations.

These studies underscore the potential of advanced photocatalysts in achieving efficient, sustainable solutions for H₂O₂ production and CO₂ reduction, aligning with global environmental goals. 

In 2024 werd het Elektrificatie Instituut opgericht aan de Universiteit Antwerpen, en het is gevestigd in BlueApp, de pre-incubator van UAntwerpen. Het combineert het onderzoek van ELCAT, ElectrifHy en de groep PLASMANT (van ons departement scheikunde). Het onderzoekt verschillende onderzoekslijnen, ontwikkelt/implementeert jonge technologieën voor de toekomst binnen het concept 'power-to-x', gebruikmakend van elektrochemie, plasmachemie en power-to-heat technologieën. De onderzoeksactiviteiten zullen het pad effenen naar een meer duurzame en geëlektrificeerde industrie, waardoor Vlaanderen een van de toonaangevende innovatoren in dit domein kan zijn.

We zijn erg trots om te kunnen meedelen dat het hoofd van de PLASMANT groep, Annemie Bogaerts de AHA Award heeft gewonnen in de categorie “Achieved” voor Research Innovation, samen met Tom Breugelmans, hoofd van ELCAT op de Antwerp Innovation Night.

Bovendien won de spin-off van de groep PLASMANT, D-CRBN, de Award “The One to Watch” voor meest succesvolle startup!

De awards werden uitgereikt door een jury bestaande uit vertegenwoordigers van verschillende bedrijven.

Proficiat aan onze collega's!

​Voor meer informatie en online registratie, http://www.kekulecyclus.be

We kijken uit naar uw aanwezigheid en deelname aan dit spannende evenement!

Session Chair:

Jerome Van Biervliet (VIB)

Featured Talks:

Genetic discoveries at the basis of neurodegenerative brain disease therapies

Dr. Rosa Rademakers - VIB Center for Molecular Neurology – University of Antwerp

Pharma shifts: How to organise for Personal Medicines?

Ir. Bart Van Waeyenberge – EU CAR-T Program Lead, Board of Directors Janssen Pharmaceutica NV

From basic enzymology to new medicines

Prof. dr. Chris Schofield - Dep. Chemistry - University of Oxford

Op 11/03 werden brevetten uitgereikt aan 9 nieuwe adviseurs gevaarlijke stoffen.  Hierbij de link naar het LinkedIn artikel met prof. Vera Meynen.

Groot nieuws bij het Departement Chemie van de Universiteit Antwerpen!  We zijn verheugd te kunnen melden dat vanaf 1 februari Robby Vroemans bij ons aan de slag is gegaan als tenure-track professor in de onderzoeksafdeling ORSY (Organische Synthese) van het Departement Chemie.

We zijn blij te kunnen meedelen dat Lore Van den Bergh and Wouter Van Hoey, twee doctoraatsstudenten van UAntwerpen - Departement Chemie, de 2de plaats hebben behaald in de video competitie : Chemistry Rediscovered - 4th Sir Geoffrey Wilkinson European Young Chemists'​ Network (EYCN)!

Het thema van deze editie, "De Duurzame Ontwikkelingsdoelen tot leven brengen", werd door Lore en Wouter in hun winnende video creatief tot leven gebracht.

Proficiat met deze mooie prestatie!

Benieuwd naar de video? Bekijk hem hier: https://lnkd.in/et5E-Sii

We delen graag de nieuwste publicatie over "The synthesis of levulinic acids from muconic acids in hot water". Een interessant  resultaat van de Maes groep, deel van de onderzoeksgroep Organic Synthesis (ORSY). Dit werk werd geselecteerd als inside cover voor het wetenschappelijke magazine Angewandte Chemie International Edition.

U kan ook over deze ontdekking lezen in een interview met prof. Maes in C2W | Mens & Molecule.

​

Thijs is een doctoraat gestart binnen de onderzoeksgroep Organische Synthese (ORSY) waar hij onderzoek doet naar nieuwe methoden voor de synthese van organofluoriden.Léon is als doctoraatsstudenten verbonden aan de onderzoeksgroep Structural Chemistry (STRUCCHEM). Zijn project gaat over het bestuderen van de structuur en interacties in oppervlakte-gemodificeerd titania, waarbij bifunctionele fosfonzuren op het oppervlak worden geënt en de toepassing van deze hybride materialen als metal scavengers.Robine voert momenteel een doctoraatsstudie uit waarin ze onderzoek doet naar de immobilisatie van kleurstofontkleurende peroxidase op titania materialen, met als uiteindelijke doel het ontwikkelen van biosensoren voor de detectie van schadelijke afvalstoffen, zoals fenolen. Ze doet dit binnen de onderzoeksgroep Theory and Spectroscopy of Molecules and Materials (TSM²).We wensen hen veel succes, nieuwsgierigheid en interessante ontdekkingen in hun onderzoek.

​https://lnkd.in/eeGnsN_v​

​https://lnkd.in/eB2S5SZN​

Het Departement Chemie start een alumniwerking op. Via deze LinkedIn groep willen we onze alumni met elkaar in verbinding brengen en informeren over onze toekomstige activiteiten.

Deze groep connecteert alumni, studenten, docenten, stakeholders en personeel van het Departement Chemie van de Universiteit Antwerpen.

Nieuwe publicatie van onze collega's van de onderzoeksgroep TSM².

Onze collega Ilenia Serra won de publieksprijs en de 2de prijs in de PRESS>SPEAK 2023 Presentatiewedstrijd aan UAntwerpen