Christophe Vande Velde hoofddocent

Onderzoek Christophe Vande Velde

Onderzoeksgroep

Expertise

Mijn expertise situeert zich in het gebied van organische synthese en structuuropheldering, in functie van structuur-activiteitsrelaties, fysisch organische chemie en katalyse. Technieken die daarvoor ter beschikking zijn, zijn éénkristaldiffractie en thermische technieken (differentiële scanning calorimetrie (DSC); thermogravimetrische analyse (TGA) en reactiecalorimetrie). Het onderzoek situeert zich momenteel in een drietal projecten: 1. Synthese en karakterisatie van scaffolds for katalysator immobilisatie 2. Ontwerp van een continue kristallisatiereactor 3. Ontwerp van een depolymerisatiepad voor PUR dat hergebruik van alle fracties toelaat.

Ontwerp voor circulariteit: labelen van polyolen met fluoroforen ter ondersteuning van polyurethaanrecycling. 01/11/2024 - 31/10/2026

Abstract

Polyurethaanschuim (PU) is overal om ons heen, in onze muren, bedden en auto's. Slechts 20% van dit PU wordt gerecycleerd, vooral tot inferieure producten. PU is een heteropolymeer van een polyol en een diisocyanaat, verbonden in een netwerk. Deze monomeren kunnen terug worden gesplitst met behulp van gekende chemische recyclagetechnieken, maar enkel proefinstallaties zijn operationeel. Om de complexiteit en moeilijkheid van zuivering te beperken, moeten de schuimen vóór de recyclage worden gesorteerd. Sortering op basis van het isocyanaat kan door het beperkte aantal isocyanaten dat industrieel wordt gebruikt. De gebruikte polyolen zijn echter zeer divers, wat sorteren beperkt. Om sorteren op basis van het polyol mogelijk te maken, stel ik voor de polyolen te voorzien van een spectroscopisch detecteerbare tag. De tags in dit onderzoek zijn fluoroforen. Dit onderzoek is een proof-of-concept dat fluorescerende tags aan polyolen kunnen worden bevestigd en gebruikt om dat polyol in PU-schuim te identificeren. Dit zal gebeuren door het synthetiseren van gefunctionaliseerde tags, het vergelijken van verschillende bevestigingsmethoden, gevolgd door het onderzoeken van de eigenschappen, stabiliteit en recycleerbaarheid van getagd schuim. Dit zal toepasselijke basis tag-structuren opleveren en een geoptimaliseerde screeningsmethode om nog geschikte tags te vinden. Na implementatie zal dit leiden tot een hogere kwaliteit van gerecycleerde polyolen en een grotere circulariteit van PU.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Materialen en levenswetenschappen éénkristal x-straaldiffractieplatform voor structuurbepaling en kristalscreening. 01/05/2024 - 30/04/2028

Abstract

(Bio)chemici denken over moleculen in termen van connectiviteit en ruimtelijke structuur. Deze concepten matchen goed met de eigenlijke structuur op nanoschaal van moleculen. Op basis van het instralen van golflengten ter grootte van de interatomaire afstanden (x-stralen) op een periodiek geordend systeem (een kristal), kan uit de resulterende diffractie worden teruggerekend naar de onderliggende structuur. Dit is sinds de 80er jaren een standaard techniek voor het experimenteel visualiseren van moleculen. Het belang ervan is onmogelijk te overschatten – een overgroot gedeelte van de 3D informatie over atomen en moleculen, van moleculen met een paar atomen tot proteïnen en zelfs complete celorganellen zoals ribosomen, stamt uit x-straaldiffractiemetingen. De techniek is dan ook van groot belang, zowel voor de ondubbelzinnige karakterisatie van nieuwe kleine moleculen, inclusief hun stereochemie, als voor macromoleculen als proteïnen, en hun complexen met farmacologisch actieve componenten. Dit laat toe hun werkingsmechanisme op te helderen. Dit project beoogt de aankoop van een modern x-straaldiffractietoestel dat toelaat deze informatie sneller, met betere kwaliteit, dichtbij de onderzoekers in kwestie en in-house te bekomen. Dit zal leiden tot een substantiële versnelling binnen deze onderzoekstopics, tot nieuwe samenwerkingen zowel binnen als buiten de UAntwerpen, en tot het initiëren van nieuw onderzoek door het breed ontsluiten en beschikbaar maken van deze techniek.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Valumat D4C project matrassen. 01/01/2024 - 31/12/2025

Abstract

Polyurethaanschuim (PU) is een belangrijk bestanddeel van matrassen. Tot op heden wordt slechts 20% van dit PU (mechanisch) gerecycled, voornamelijk tot inferieure producten. Polyurethaan is een heteropolymeer van een polyol en een diisocyanaat, die meestal netwerken vormen. De gebruikte polyolen kunnen zeer divers zijn, zelfs binnen één enkele matrasschuimformulering. Het is algemeen bekend dat deze monomeren kunnen worden gesplitst met behulp van verschillende chemische recyclingtechnieken, maar momenteel zijn er alleen proeffabrieken operationeel die matrassen als grondstof gebruiken. Om de complexiteit te beperken en de problemen van zuivering aan het einde van de procesketen te vermijden, moeten de schuimproducten gesorteerd worden voordat ze gerecycled worden. Sorteren op basis van isocyanaattype kan met behulp van nabij-infrarood identificatie, omdat er maar weinig verschillende isocyanaten industrieel gebruikt worden. De polyolen die in PU worden gebruikt zijn echter zeer divers, waardoor de sorteermogelijkheden beperkt zijn. Om sorteren op basis van polyol mogelijk te maken, stellen we voor om de polyolen te voorzien van een spectroscopisch detecteerbare tag. De tags die in dit onderzoek worden voorgesteld zijn fluoroforen. Dit onderzoek zal aantonen dat fluorescerende tags gebruikt kunnen worden om polyolen in PU-schuim te identificeren. Dit wordt gedaan door tags met polyolen te mengen, te analyseren hoe actief de tag is in het polyol, vervolgens schuim te maken van deze polyolen met tags en de detecteerbaarheid van de tags in een schuim te testen. Verder wordt er een diepgaand onderzoek uitgevoerd naar de eigenschappen van het getagde schuim en wordt de recyclebaarheid van schuim met getagde polyolen geëvalueerd. Dit levert toepasbare basistagstructuren op en een geoptimaliseerde screeningmethode om meer tags te vinden die geschikt zijn voor PU-schuim. Nadat er een werkend proof-of-concept is verkregen, zal de technologie gepatenteerd worden en zullen fabrikanten van PU-additieven benaderd worden om de technologie op te schalen en op de markt te brengen. Na implementatie kan het sorteren van schuim op basis van het polyol triviaal worden. Met deze sorteermogelijkheden kunnen betere recyclingstrategieën worden geïmplementeerd, zoals gerechtvaardigde beslissingen welk schuim mechanisch wordt gerecycled en welk chemisch. Dit zal leiden tot gerecyclede polyolen van hogere kwaliteit (virgin-grade) en een grotere circulariteit van het schuim.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Niet-fotochemische laser-geïnduceerde nucleatie - high-throughput studie naar het onderliggende mechanisme. 01/01/2023 - 31/12/2026

Abstract

Nucleatie, het begin van kristalgroei, is een sleutelconcept in het maken van vaste materialen. Vermits de eigenschappen in de vaste fase gerelateerd zijn aan de kristalvorm en -grootte, is het daar dat betrouwbare en consistente nucleatie van cruciaal belang is, om te zorgen dat het kristalgroeiproces reproduceerbaar is. Variaties in het nucleatiegedrag van bv. Een afkoelende oplossing, kunnen resulteren in een batch materiaal met compleet verschillende eigenschappen. In 1996 werd een onverwachte observatie gedaan van kristallen die begonnen te groeien in oplossingen die bestraald waren met een krachtige laserbundel - niet-fotochemische laser-geïnduceerde nucleatie (NPLIN). Sindsdien proberen onderzoekers dit fenomeen en de parameters die het beïnvloeden in kaart te brengen, maar het werken met oververzadigde oplossingen is moeilijk, en het is dus nog moeilijker om statistisch relevante data te verzamelen die duidelijke correlaties aantonen tussen NPLIN en de procesparameters. Dit project beoogt een radicaal nieuwe aanpak voor dit probleem: een micro-flow reactor, waarin zeer grote aantallen kleine vloeistofpakketjes voorbij de laserfocus worden gestuurd, om een ongezien aantal datapunten te verzamelen in een parameterstudie. Deze aanpak leidt naar de opheldering van het mechanisme(n) van NPLIN, die tot nu toe nog onbekend blijven.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Chemisch knippen van rubbers: een oplossing voor het opkomende bandenafval probleem. 01/11/2022 - 31/10/2026

Abstract

Rubbers, hoewel ze in onze maatschappij veel gebruikt worden, zijn over het algemeen moeilijk te recycleren. De meeste commerciële recyclagetechnieken zijn beperkt tot granulatie, hoewel rubbergranulaten niet veel waarde hebben, en geassocieerd zijn met diverse milieuproblemen. Devulkanisatie en pyrolyse van rubbers zijn duur, en leiden tot een reeks van moeilijk definieerbare producten. Verouderingsstudies op banden daarentegen, hebben al lang geleden onbewust geleid tot kennis over een andere depolymerisatie methode, namelijk ozonolyse. Voor het eerst wordt het potentieel als een recyclagetechniek geïdentificeerd, in plaats van als een probleem. Ozonolyse zal gebruikt worden als vernieuwende, duurzame aanpak voor de vorming van eind-gefunctionaliseerde monomeren uit rubberafval. In dit project worden de verschillende uitdagingen rond massatransfer, karakterisatie, opwerking en opschaling overwonnen om aan industriële partners demonstratiestalen van gerecycleerde harsen en carbon black te leveren, door de bouw van een functionerende reactor op laboschaal. De harsen zullen worden gekarakteriseerd en gebruikt in demo-applicaties van zowel condensatiepolymeren als lijmen. Uitgaande van moeilijk recycleerbaar (soms bio-gebaseerd) afval, zal deze groene en relatief goedkope oxidatiemethode producten opleveren met interessante, nieuwe eigenschappen, en tegelijkertijd fossiele bronmaterialen vervangen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Groene en duurzame synthese van mesoporeuze metaal-organische netwerken om waterstofbrug-donerende (HBD) organokatalysatoren nieuw leven in te blazen als biomimetisch platform. 01/11/2022 - 31/10/2025

Abstract

De meeste biochemische reacties hebben hoge activatie-energieën, gaan niet door met de nodige snelheid zonder behulp van enzymen. Waterstofbrugdonoren (HBD) fungeren als Lewis-zuur-katalysatoren en spelen een sleutelrol in vele enzymatische reacties, zowel voor oriëntatie van substraten, als voor het verlagen van reactie-energiebarrières. Hun tendens tot zelf-aggregatie vermindert hun oplosbaarheid en reactiviteit. Supramoleculaire chemie (MOFs) biedt een gunstig biomimetisch platform om organokatalysatoren te immobilizeren, welgedefinieerde reactieomgevingen en hoge porositeit. Eerdere pogingen waren onsuccesvol door beperkte substraat-scope en poriegrootte, onstabiliteit en complexe synthese. Onze nieuwe methode heeft drie doelen: 1) MOFs ontwerpen met grote poriën om gewenste porositeit en stabiliteit vast te leggen; 2) verlengen van linkers d.m.v. directe arylatiereacties, om synthetische complexiteit te verlagen en 3) verschillende alternatieven voorstellen om (combinaties van, en chirale) HBD katalysatoren te koppelen aan het MOF-netwerk. Deze materialen kunnen dienen als templates voor metaal/koolstof hybride stoffen met ongeziene porositeit. Alle gesynthetiseerde katalysatoren zullen worden getest. Deze modulaire en geconcerteerde aanpak voor heterogene (organo)katalysatoren zal een richting in het onderzoek heropstarten die de spectaculaire voordelen van het aanpakken van de hoofdreden voor het falen van de huidige HBD katalysatoren aantoont.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Volledige recyclage van afval van harde polyurethaanschuimen ter vervanging van fossiele PU grondstoffen 01/08/2022 - 31/07/2026

Abstract

Dit Baekeland-project zal in een nauwe samenwerking tussen SurePUre (Triple Helix BV) en de Universiteit Antwerpen leiden tot een nieuwe methode om harde polyurethaanschuimen te recycleren, in de vorm van een gedeeld doctoraatstraject. De huidige processen recupereren slechts een eenfasig mengsel, wat laagwaardige polyolen zijn met een beperkte bruikbaarheid. Er is echter een sterke behoefte om de huidige petrochemische PU-grondstof te vervangen. Dit project wil de belangrijkste PU-bestanddelen afzonderlijk recycleren en zo meer waarde creëren voor een circulaire economie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Recyclage van Latexschuim en Rubber als Groene Grondstof door Depolymerisatie en Functionalizatie via Ozonolyse (RecycLAT) 01/12/2021 - 30/11/2024

Abstract

Het project gaat over chemische recyclage van gevulcaniseerd latexschuim (i.e. schuimrubber) via een nieuwe methode om kleinere telechelische oligomeren te maken, en kijkt naar mogelijke reactiecondities en karakterisatiemethoden van de produkten

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

NCO-Cycle - kringloop sluiten voor gebruik van isocyanaten in polyurethaan. 01/10/2021 - 30/09/2025

Abstract

Polyurethaan (PUR) als thermohardend polymeer is lastig recycleerbaar - twee courante technieken zijn mechanische recyclage (cutting & rebonding) en in beperkte mate chemische recyclage, waarbij via hydrolyse, alcoholyse of glycolyse het gebruikte polyol wordt gerecupereerd, maar de isocyanaatcomponent reageert tot amines, die bij de huidige stand van de techniek meestal als restfractie worden verbrand. In dit project wordt een alternatieve route onderzocht om uit de amidefractie opnieuw isocyanaten te genereren, zonder gebruik van toxische of milieugevaarlijke reagentia, om op die manier op duurzame wijze de materiaalkring rond het gebruik van PUR te sluiten

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

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)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Driefasige recyclage door afzondering van verschillende polyolen uit complexe zachte PU-schuimen. 01/05/2023 - 30/04/2024

Abstract

Dit project beoogt de recycling van postindustrieel polyurethaanafval (PU), d.w.z. productieafval, snijverlies en/of PU van slechte kwaliteit dat meer dan één polyol bevat, tot een driefasensysteem, dat wij onlangs voor het eerst in ons laboratorium hebben waargenomen. Met deze technologie kunnen verschillende polyolen afzonderlijk worden teruggewonnen met een hogere zuiverheid dan bij de huidige stand van de chemische recyclage. Momenteel wordt dit postindustriële afval ofwel verbrand ofwel, in het beste geval, mechanisch gerecycleerd tot laagwaardige producten. Met onze strategie kunnen alle polyolen volledig worden teruggewonnen en hergebruikt in de schuimproductie. Op middellange termijn moet dit leiden tot kleine modulaire polyolterugwinningseenheden. Bovendien zal het project amines produceren in een éénstapsrecyclageproces en deze scheiden in een minder energie-intensief proces. Een belangrijke operationele doelstelling is de toepassing van dit concept op verschillende soorten PU-afval die meer dan één polyol bevatten en afkomstig zijn van verschillende productie-eenheden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Nucleatie- en Kristallisatiecontrole van Oligopeptiden in Flow (NuCryPept-control). 01/10/2021 - 30/09/2023

Abstract

Het NuCryPept-control project heeft tot doel gereedschappen te creëren om het exploreren van de parameter-ruimte in de ontwikkeling van nucleatie- en kristallisatiestappen voor oligopeptiden te vereenvoudigen. We ontwikkelen precieze en accurate controletechnologieën voor de verschillende relevante parameters in een kristallisatieproces (pH, samenstelling, concentratie, temperatuur), die niet enkel tot resultaat leiden op microschaal, maar bovendien ook schaalbaar zijn. Op die manier kan dezelfde technologie, die wordt gebruikt voor parameter-screening, eveneens worden toegepast op productie, om op die manier het zuiveringsproces van biomacromoleculen, dat duur en inefficiënt is, door kristallisatie te ontzorgen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

MOFCat – MOFs met grote poriën als transitiemetaalkatalysator scaffolds. 01/09/2021 - 31/10/2022

Abstract

Dit project omvat de synthese van linkers voor MOFs en MOFs die kunnen gebruikt worden als scaffold voor transitiemetaalkatalysatoren. Er worden een aantal organische moleculen met specifieke topiciteit gesynthetiseerd om in combinatie met bepaalde metalen of metaal-zuurstofclusters MOFs te vormen met kanaalvormige poriën. Deze MOFs zijn geschikt voor porie-expansie door het verlengen van de linkers, waar in het voorstel een aantal strategieën voor worden onderzocht.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

ChemReRub FASE 2. 12/08/2021 - 31/03/2023

Abstract

Chemrerub is een project dat beoogt om natuurlijk en synthetisch rubber, een weerbarstig afvalmateriaal van deels natuurlijk oorsprong, te recycleren tot waardevolle chemische feedstock voor gebruik in diverse toepassingen, om van de klassieke strategie van energierecuperatie door verbranding weg te bewegen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Volledige chemische recyclage van polyurethaanafval in twee stappen. 01/05/2021 - 30/04/2022

Abstract

Dit project beoogt de volledige recyclage van polyurethaanafval, door een tweestapsproces waarin zowel de polyolen als de isocyanaten volledig herwonnen worden. Ten opzichte van bestaande technologie en gelijklopend onderzoek beoogt dit project de productie van isocyanaatfracties uit afvalfracties via een kortere route, zonder voorafgaand amines te produceren. Een belangrijke operationele doelstelling is het ontwikkelen van een nieuwe reactiesetup op laboschaal, en daarnaast het testen van effectieve afvalstalen van polyurethaan.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zinc-co-Sink, dual pathway for safe rubber granulate recycling. 01/01/2021 - 01/05/2023

Abstract

Dit project wordt uitgevoerd door Universiteit Antwerpen en VITO, en ondersteund door het Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW). Twee mogelijke oplossingen worden hierbij onderzocht om de vrijgave van zink uit rubbergranulaat te verhinderen; enerzijds door het coaten van de rubberkorrels (UAntwerpen) en anderzijds door de vrijkomende schadelijke bestanddelen op te vangen in een sorbent voor ze in de omgeving terecht komen (VITO). Eventuele oplossingen kunnen nadien (fase II) echter verder ontwikkeld worden en ook dienen voor diverse toepassingen van rubbergranulaat waar de milieuproblematiek een rol speelt. In het vervolgonderzoek zal eveneens aandacht besteed worden aan de recycleerbaarheid en duurzaamheid van beide oplossingen (invloed van veroudering en/of uitzonderlijke weersomstandigheden).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

ChemReRub Phase 1. 29/09/2020 - 31/03/2021

Abstract

Dit project biedt een innovatieve, nieuwe en verschillende manier om post-consumer rubber te recycleren, niet als granulaat, maar als feedstock voor de productie van recycleerbare polmeren. Twee belangrijke bijdragen in Vlaanderen zijn afvalbanden en latex matrassen. De bedoeling van dit project is om de recyclagetechnologie van een initieel concept naar een proces dat kan worden gedemonstreerd op laboschaal met polydieen rubbers die gerecycleerd worden tot startmateriaal voor condensatiepolymeren, bij voorkeur met vermalen rubber banden als grondstof.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Recyclage van Latexschuim en Rubber als Groene Grondstof door Depolymerisatie en Functionalizatie via Ozonolyse (RecycLAT). 01/07/2020 - 31/12/2021

Abstract

Natuurlijk rubber is een biopolymeer met vele toepassingen, maar de recyclage en het hergebruik ervan is een bijzonder netelig probleem. Vooralsnog is de voornaamste verwerkingswijze van rubber verbranden of storten. Devulcanizatie, wat nodig is om het opnieuw in te zetten als elastomeer, is bijzonder moeilijk. Gebruik van rubber als groene grondstof, na een nuttig leven als elastomeer, is tot nog toe nauwelijks geëxploreerd. Ozonolyse is een veelzijdige techniek die toepassing vindt in het knippen van C=C dubbele bindingen in een polymeer en het creëren van eindstandige functionaliteiten waar er in de keten geknipt is. Op die manier moet het mogelijk zijn om natuurlijk rubber te depolymeriseren om te gebruiken als grondstof voor andere condensatiepolymeren die makkelijker te recycleren zijn dan het oorspronkelijk rubber zelf. Dat is dan ook het drieledig doel van dit project – 1. depolymerizatie van rubber – latexschuim en vermalen rubberbanden – tot oligomere materialen met eindstandige functionalisatie, en het onderzoeken van de procesomstandigheden van ozonolyse op de eigenschappen en ketenlengten van deze materialen. 2. Het onderzoeken van het lot, gedurende dit proces, van de crosslinks die in natuurlijk latex worden aangebracht door vulcanizatie. 3. Het voorbeeld van rubber gebruiken als case in de ontwikkeling van LCA en TEA tools, en real-time feedback voorzien vanuit deze studies naar dit project ivm het gebruik van chemicaliën, solventen en de algemene technisch-economische haalbaarheid van het proces gedurende de ontwikkeling ervan.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Nieuwe modellen voor efficiëntie in farmaceutische ontwikkeling. 01/02/2020 - 31/01/2021

Abstract

In ditproject werkt iPRACS samen met de kristallisatiegroep van Janssen Pharmaceutica om nieuwe manieren te ontdekken om oververzadigde systemen te nucleëren. Dit kan van toepassing zijn op farmacologisch actieve verbindingen, om hun vaste stof toestanden beter te kunnen controleren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Multi-inzetbaar x-straal poederdiffractieplatform voor materiaalwetenschappen. 01/01/2020 - 31/12/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Synthese van nieuwe mesoporeuze MOFs als flexibele katalytische nanoreactoren. 01/11/2019 - 31/10/2023

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)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

CycloPUR - Fundamentele inzichten in reversibele polymerisatie van polyurethanen. 01/07/2019 - 31/12/2020

Abstract

Polyurethanen (PU) vormen een veelzijdige groep polymeren, die in stijgende mate in diverse applicaties gebruikt worden; matrassen, constructieschuimen, automotive en lijmen. PU is een vernet condensatiepolymeer, resulterend uit de reactie van polyolen (polyhydroxylalcoholen) met sterk reactieve diisocyanaten. Als thermoharder (een polymeer zonder smeltpunt) is PU moeilijk recycleerbaar, en state-of-the-art mechanische recyclage leidt enkel tot laagwaardige producten. Nochtans wordt chemolyse (chemische depolymerisatie) sinds lang verkend als alternatief, maar commerciële toepassing beperkt zich tot herwinning van de polyolen. De afwezigheid van technologische opties voor het herwinnen van de diisocyanaat derivaten is hoofdzakelijk te wijten aan de complexiteit van deze moleculen, en een gebrek aan kennis over hun chemisch gedrag tijdens het chemolyseproces. Deze STIMPRO beoogt inzichten in hoe de derivaten van isocyanaat gevormd worden, en hoe zij reageren tijdens een alcoholyse, door experimenten met modelmonomeren. Samen met experimentele en computationele observaties over mengen en oplosbaarheid, wordt deze kennis aangewend voor de creatie van een basisproces voor chemolyse van modelpolyurethanen. De resultaten van deze studie kunnen later gebruikt worden voor het formuleren van een chemolyse van realitisch PU-afval, met herwinning van beide monomeren als belangrijke technologische doorbraak. Daarnaast kan de opgedane kennis getransfereerd worden naar toekomstige formulatie van nieuwe PU met biogebaseerde monomeren

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Continue laser-geïnduceerde nucleatie van kristallisatie. 01/04/2018 - 31/03/2019

Abstract

Precieze nucleatie die leidt tot gecontroleerde groei, is de meest kritische stap in procesdesign voor producten met precieze deeltjesgrootteverdeling en nauwkeurig bepaald polymorfism (van levensbelang, bijvoorbeeld in de farmaceutische industrie). De literatuur biedt indicaties dat het gebruik van intense laserpulsen kan leiden tot gecontroleerde nucleatie, maar het bewijs daarvoor is op dit moment onvoldoende statistisch onderbouwd, en de scope van het fenomeen nog onvoldoende onderzocht. Dit project beoogt het ontwerp en de bouw van een reactor waarin op continue wijze en met hoge throughput nucleatie bestudeerd kan worden onder instraling van laserlicht. Ervaring met de bouw van flowreactoren is reeds aanwezig in de ART onderzoeksgroep. De laseropstelling zelf is ter beschikking bij de onderzoeksgroep Experimentele Fysica van de Gecondenseerde Materie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Nieuwe gefunctionaliseerde MOFs voor katalytische nanoreactor toepassingen. 01/11/2015 - 31/10/2019

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)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

"Slimme" fosgeen analogen: Synthese en gebruik. 01/09/2015 - 31/08/2017

Abstract

Dit project beoogt de ontwikkeling van "slimme" fosgeen analogen vanuit CO2. Deze gesubstitueerde ureas zijn veilige analogen van fosgeen die onder milde omstandigheden kunnen omgezet worden in nuttige chemicaliën en materialen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

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)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Eenvoudig te synthetiseren organische linkers voor de 2D extensie van MOF nanoreactoren 01/07/2014 - 31/12/2015

Abstract

Het project beoogt functionaliseerbare nanoreactoren te construeren onder de vorm van metaal-organische netwerken met makkelijk synthetiseerbare benzylideenaniline linkers. De in de linkers te integreren functionaliteiten zijn transitiemetaalkatalysatoren, die door de grote poriën in het netwerk en de resulterende hoge oppervlak/volume verhouding een activiteit zullen hebben vergelijkbaar met homogene katalysatoren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Dual PEM ChiralIR-2X : de eerste tweede generatie VCD spectrometer in Europa als basis voor het "Antwerp - Ghent - BioTools European Centre on Vibrational Optical Activity". 01/09/2010 - 31/08/2011

Abstract

Onderzoeken van de leefbaarheid van een dienstverlenende onderneming die als doel heeft een Europees Excellentie centrum te worden voor het bepalen van de absolute configuratie van chirale verbindingen. Deze onderneming is een spin-off die de expertise en kennis van vibrationele optische activiteitsbepaling bestaande binnen UA en UGent bundelt en deze combineert met de commerciële expertise van BioTools.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Calorimetrie en upscaling van organische opto-elektronische materialen. 01/01/2010 - 31/12/2011

Abstract

In het voorgestelde project wordt de upscaling van drie reacties bestudeerd die aanleiding geven tot PPV-oligomeren met aangetoonde opto-elektronische eigenschappen, met het doel de meest verantwoorde synthesemethode en meest geschikte reactieproduct te kunnen bepalen. Bovendien zal een methode worden uitgewerkt voor het berekenen van reactiewarmten a.d.h.v. kwantumchemische berekeningen, en zal aan de hand van de calorimetrische experimenten fundamenteel inzicht verworven worden in de reactiemechanismes van de bestudeerde reacties.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Project type(s)

    • Onderzoeksproject

    Charge density studies op nieuwe organometallische halfgeleiders en uitbreiding van een theoretische pseudoatoom databank. 01/10/2006 - 30/09/2007

    Abstract

    Het doel van dit project is het verwerven van kennis over en ervaring in het gebruik van experimentele ladingsdichtheidsmethoden (charge density methods) in de structuurchemie door origineel onderzoek.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

      Project type(s)

      • Onderzoeksproject

      Synthese en structuur van oligomere sensormaterialen : een nieuwe aanpak. 01/10/2004 - 30/09/2006

      Abstract

      In dit project worden drie nieuwe klassen van materialen voor conductometrische gassensoren gesynthetiseerd en praktisch getest, waarvan ab initio berekeningen gunstige eigenschappen, zoals hoge stabiliteit en goede verwerkbaarheid hebben voorspeld. Het betreft materialen gebaseerd op (i) 2,6-difenyl-1,5-diaza-1,5-dihydro-s-indaceen, (ii) aryleenvinyleenachtige trimeren met N-methylpyrrool als centrale ring, en (iii) fenyleen-nikkel(II) complexen. Voor elk van de voorgestelde nieuwe verbindingen zullen meerdere syntheseroutes worden onderzocht.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

        Project type(s)

        • Onderzoeksproject

        Synthese en structuur van oligomere sensormaterialen : een nieuwe aanpak. 01/10/2002 - 30/09/2004

        Abstract

        In dit project worden drie nieuwe klassen van materialen voor conductometrische gassensoren gesynthetiseerd en praktisch getest, waarvan ab initio berekeningen gunstige eigenschappen, zoals hoge stabiliteit en goede verwerkbaarheid hebben voorspeld. Het betreft materialen gebaseerd op : i)2,6-difenyl-1,5-diaza-1,5-dihydro-s-indaceen ii)aryleenvinyleenachtige trimeren met N-methylpyrrool als centrale ring iii)fenyleen-nikkel(II) complexen Voor elk van de voorgestelde nieuwe verbindingen zullen meerdere syntheseroutes worden onderzocht.

        Onderzoeker(s)

        Onderzoeksgroep(en)

          Project type(s)

          • Onderzoeksproject

          Een zoektocht naar meer performante aryleenvinyleen oligomeren. 01/10/2000 - 30/09/2001

          Abstract

          Reeds enkele jaren is bekend dat oligomeren van het aryleenvinyleentype interessante optische en elektronische eigenschappen bezitten. Dit maakt ze onder meer geschikt voor gebruik in Organic Ught Emitting Devices (OLED's), maar de beperkte levensduur en vooral de lage quantum-efficiëntie van de luminiscentie zorgen voor problemen. Bovendien is een nauw golflengtegebied voor het uitgezonden licht gewenst, overeenstemmend met één van de drie primaire kleuren rood, groen of blauw. Een zoektocht naar meer performante materialen vraagt om een beter inzicht in hun structuur-eigenschapsrelaties en met name in de structuurfactoren die de golflengte, bandbreedte en de efficiëntie van de luminiscentie bepalen. We gaan dit complexe probleem voor de blauwe emissie langs de verschillende wegen benaderen.

          Onderzoeker(s)

          Onderzoeksgroep(en)

            Project type(s)

            • Onderzoeksproject