28.2.2020
Doktorsavhandling i teknisk kemi och reaktionsteknik
DI Erfan Behraveshs doktorsavhandling i teknisk kemi och reaktionsteknik framläggs till offentlig granskning fredag 6.3.2020 vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter Development of microreactor technology for partial oxidation of ethanol on gold catalyst.
Målet med arbetet var att utveckla mikroreaktorteknologi för selektiv oxidation av etanol i närvaro av guldnanopartiklar som katalysatorer, samt att studera reaktionskinetik och -mekanismer i en konventionell packad bädd och en mikroreaktor.
Oxidation av alkoholer av biologiskt ursprung har en hög industriell relevans för produktion av fin- och specialkemikalier. Aldehyder från polyoler är viktiga mellanprodukter för farmaceutisk industri och livsmedelsindustri. Mikrostrukturerade reaktorer är lämpliga verktyg speciellt för undersökning av oxidationsprocesser, eftersom mikroreaktorer har utmärkta mass- och värmeöverföringsegenskaper p.g.a. förhållandet mellan yta och volym är stort.
Arbetet bestod av katalysatorframställning och -karakterisering, jämförelse av olika guldkatalysatorer, utveckling av beläggningsmetoder för mikroreaktorelement, analys av reaktionsmekanismer med densitetsfunktionalteorin (DFT) samt matematisk modellering av reaktionskinetiken och mikroreaktorn.
Två beläggningsmetoder för mikroreaktorelement utvecklades för guld-aluminiumoxid-katalysatorer: uppslamningsmetod och bläckstråleskrivning. En matematisk modell utvecklades för att förklara det experimentellt observerade beteendet av packad bäddreaktorn och mikroreaktorn i oxidation av etanol på guldnanopartiklar. Modellen för detta komplicerade och heterogent katalyserade gasfasreaktionssystem bestod av dynamiska mass- och energibalanser samt hastighetsuttryck för reaktionskinetiken. Numeriska simuleringar utfördes för att illustrera inverkan av temperaturen, katalysatormängden och strömningsbetingelserna på de erhållna resultaten.
Slutligen genomfördes molekylära modelleringsberäkningar med hjälp av densitetsfunktionalteorin för att belysa reaktionsmekanismen för oxidativ dehydrogenering av etanol. Med hjälp av en reaktionsmekanism inspirerad av de teoretiska beräkningarna utvecklades en förbättrad kinetisk modell genom att granska tidigare experimentella data som erhölls med mikroreaktorn för att förklara de uppmätta hastigheterna för bildning av acetaldehyd ur etanol.
Erfan Behravesh disputerar fredagen den 6 mars 2020 kl. 13 i Auditorium Salin, Axelia, Biskopsgatan 8, Åbo. Opponent är professor Lars Pettersson, Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), Sverige, och kustos är akademiprofessor Tapio Salmi, Åbo Akademi.
Erfan Behravesh är född 24.12.1987 i Iran. Han avlade studentexamen år 2006 vid Jahan Danesh highschool, Iran, B.Sc. Chemical Engineering-examen år 2010 vid Azad University, Iran och DI-examen år 2014 vid Åbo Akademi.
Erfan Behravesh kan vid behov nås per telefon 040 053 1004 eller e-post erfan.behravesh@abo.fi.
Avhandlingen finns elektroniskt i Doria: https://www.doria.fi/handle/10024/176381?locale=lsv.
Klicka på bilden för att få fram en tryckduglig version.
Bilden får fritt användas av medierna.