29.9.2023
Doktorsavhandling om epoxidering av lätta olefiner i närvaro av titansilikatkatalysatorer
M.Sc. (Chem.Eng.) Matias Alvear Cabezóns doktorsavhandling i teknisk kemi och reaktionsteknik framläggs till offentlig granskning vid Fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter Epoxidation of light olefins on titanium silicates.
Disputationen äger rum fredagen den 6 oktober 2023 kl.13 i auditorium Argentum, Aurum, Henriksgatan 2, Åbo. Opponent är professor Juan García Serna, Universidad de Valladolid, Spanien och kustos är akademiprofessor Tapio Salmi, Åbo Akademi.
Sammanfattning
Epoxider är synnerligen viktiga kemiska mellanprodukter för framställning av flera produkter, bl.a. frostskyddsmedel, polymerer samt beläggningsmaterial. Varje år produceras miljoner ton av dessa molekyler, vilket understryker betydelsen av att förstå reaktionssystemen på molekylär nivå. Detta arbete fokuserade på epoxidering av lätta olefiner i närvaro av titansilikatkatalysatorer. Epoxidering av individuella olefiner, det vill säga eten, propen, 1-buten och isobuten samt blandningar av dem studerades experimentellt i laboratorieskala.
Forskningen kulminerade i en djupgående analys av titansilikatkatalysatorerna TS-1 och Ti-MWW, speciellt de aktiva sätena på dessa material. Undersökningen fokuserades på växelverkan mellan reaktanterna och katalysatorn då titansäten aktiverades.
Epoxideringsexperimenten genomförda med enskilda olefiner avslöjade dynamiska förändringar som berodde av alkenets kedjelängd och molekylstruktur. Epoxidering av olefinblandningar resulterade i högre reaktionshastigheter än epoxidering av enskilda olefiner, vilket är viktigt för processintensifiering.
En jämförelse av två titansilikater visade att det finns markanta skillnader i deras beteenden trots titansilikaternas skenbara kemiska likhet. Båda materialen var aktiva under milda reaktionsbetingelser. En analys av reaktant-katalysatorväxelverkan visade olika respons på de aktiva sätena i titansilikater, beroende på materialets struktur.
Detta doktorsarbete är en djupgående undersökning av alkenepoxidering på titansilkater; reaktanter, material och aktiva säten undersöktes. Tillämpning av transienta metoder såsom stegsvarstekniken, resulterade i en djup förståelse av reaktionsssystemets beteende. Sju artiklar publicerades i högtstående internationella vetenskapliga tidskrifter och ett patent utvecklades på basis av detta forskningsarbete. Resultaten av arbetet presenterades vid sexton internationella konferenser på tre kontinenter.
Matias Alvear Cabezon är född 1994, Chile. Han kan vid behov nås per telefon +358 406 431 777 eller e-post matias.alvear@abo.fi.
Avhandlingen kan läsas i Åbo Akademis publikationsarkiv Doria.