Thesisvoorstellen 2011-2012

J. Martens

Thesisvoorstellen 2011-2012

1. Transitiemetaaloxide nanobuizen voor fotokatalyse en batterijen

2. Conversie van bio-ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

3. Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren

4. Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

5. New routes for adsorption synthesis

“Theory is when you know everything, but nothing works. Practice is when everything

works, but you don't know why.” (A. Einstein)

Dus, waarom rollen metaaloxide lagen bij

hoge druk en temperatuur op?

… en wat zijn de vereisten om de synthese zo te

beïnvloeden dat we de nanobuizen op maat

kunnen aanmaken?

a) Gebruik van ultrasone

golven…… en b) magneto-hydrodynamische

krachten!

Geïnteresseerd? Contacteer ons!

Promotor:

Prof. Johan Martens (COK)

�Johan.martens@biw.kuleuven.be

Begeleider:

Jens Emmerich (COK)

� Jens.Emmerich@biw.kuleuven.be

Transitiemetaaloxide nanobuizen voor

fotokatalyse en batterijen

VOx

nanostructuren

afhankelijk van het templaat

Magneto-hydrodynamische krachten maken

groei-controle van VOx

nanobuizen mogelijk

Korte, disperse VOx

nanobuizen

vs. lange buizen via de

standard synthese

SolSol--gel gel ChemieChemie vanvan

GroepGroep 5 5 elementenelementen (V, (V, NbNb))Electrochemische performantie van

nanobuizen in Li ionen batterijen

afhankelijk van de pH

NbOxmaterialen (nanosheets)

als efficiënte fotokatalysator

Transitiemetaaloxide nanobuizen voor

fotokatalyse en batterijen

Thesisvoorstellen 2011-2012

1. Transitiemetaaloxide nanobuizen voor fotokatalyse en batterijen

2. Conversie van bio-ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

3. Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren

4. Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

5. New routes for adsorption synthesis

Conversie van bio -ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

Reaction Coordinate

Ene

rgy

Reaction Coordinate

Ene

rgy

Ontwikkelen van nieuwe katalysatoren

Intensief Karakteriseren

en Katalytisch Testen

Zoektocht naar nieuwe reactiepaden

Synthese van nieuwe materialen

Concreet: Bio-ethanol naar Koolwaterstoffen omzetten

Liquid Phase reactie op hoge druk

Nieuwe materialen alskatalysatoren

Wat? Hoe?

Geïnteresseerd? Contacteer ons!Promotor: Prof. Johan Martens (COK)

�Johan.martens@biw.kuleuven.be

Begeleider: Joris Franken (COK)

� joris.franken@biw.kuleuven.be

Conversie van bio -ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

Thesisvoorstellen 2011-2012

1. Transitiemetaaloxide nanobuizen voor fotokatalyse en batterijen

2. Conversie van bio-ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

3. Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren

4. Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

5. New routes for adsorption synthesis

• Zeolieten– Microporeuze kristallijne silicamaterialen met zeer groot poriënoppervlak– Ideaal voor absorptie, katalyse, scheidingen, ionuitwisseling,...

• Ontwikkeling van nieuwe zeolieten– Sinds de ontdekking in 1948 slechts 194 zeolietstructuren gesynthetiseerd– Slechts 18 gebruikt in commerciële toepassingen– Ontwikkeling tot nu toe vaak “trial and error”

• Project– Nieuw generisch concept ontwikkelen voor de synthese van nieuwe zeolieten– Via gelaagde precursoren die tijdens de kristallisatie verder aaneenklinken

Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren.

• Concrete invulling van het project– Synthese en karakterisatie van gelaagde

precursoren

– Synthese van nieuwe, meer op maat gemaaktezeolietstructuren door manipulatie van de connectiviteit van deze lagen

– Testen van deze nieuwe materialen voorbestaande en nieuwe industriële toepassingen

• Uitgebreide karakterisatiemogelijkheden– XRD, stikstoffysisorptie, SAXS, SEM, NMR, UV-Raman,…

Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren.

Geïnteresseerd? Contacteer ons!Promotor:

Prof. Johan Martens (COK)

�Johan.martens@biw.kuleuven.be

Co-promotor:

Prof. Christine Kirschhock (COK)

Begeleidster:

Elke Verheyen (COK)

� Elke.Verheyen@biw.kuleuven.be

Thesisvoorstellen 2011-2012

1. Transitiemetaaloxide nanobuizen voor fotokatalyse en batterijen

2. Conversie van bio-ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

3. Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren

4. Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

5. New routes for adsorption synthesis

• “Immobilization/Encapsulation of protein in a limited space can be a means of stabilization”

• Doel : Synthese van een dunne silica mantel, enkelenanometers dik, rond individuele proteïnen om hunstabiliteit te verhogen

• Project– Synthese van nanocapsules rond proteïnes en

enzymes

– Controle over de eigenschappen van de silica mantel door de procesparameters aan te passen

– De verhoogde stabiliteit van ingekapselde proteïnenen enzymes aantonen

• Toepassingen– Geneeskunde: gecontroleerde vrijgave van

therapeutische proteïnen

– Biotechnologie: katalyse met ingekapselde enzymen

Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

Intensity (across 1 silica capule) ~ #Si atoms

hollow

Methoden• Sol ( – gel) synthese

• Materiaal karakerisatie– Silica

– Inkapseling van proteïnen

• Testen van proteïnen– Stabiliteit van proteïnen

– Enzymatische activiteit

• Technieken– DLS, SAXS

– FTIR, UV-vis, Fluorescence– Stikstoffysisorptie

Geïnteresseerd? Contacteer ons!Promotor:

Prof. Johan Martens (COK)

�Johan.martens@biw.kuleuven.be

Begeleider:

Stef Kerkhofs (COK)

� Stef.Kerkhofs@biw.kuleuven.be

Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

Thesisvoorstellen 2011-2012

1. Transitiemetaaloxide nanobuizen voor fotokatalyse en batterijen

2. Conversie van bio-ethanol als alternatieve syntheseroute voor chemicaliën

3. Ontwikkelen van nieuwe zeolietstructuren uitgaande van gelaagde precursoren

4. Silica nanocapsules voor inkapseling van proteïnen

5. New routes for adsorption synthesis

New routes for adsorption synthesis

• Novel Methods for Adsorbent Production

• Objective: Produce inexpensive and efficient adsorbents

• Application : Wastewater and flue gas treatment

• Materials : Thermal waste residues (bottom ash, fly ash, slag, sludge)

• Project Incentives• Stabilize hazardous waste and

minimize disposal.• Reduce operating cost by replacing

expensive treatment agents.• Integrate thermal processes.

Phase 1 – Synthesis of SorbentsOptimization of sol-gel process conditions and reactants to synthesize target sorbents with highest yield and adsorption capacity.

Phase 2 – Treatment ApplicationSorbents will be tested in wastewater treatment for sorption of heavy metals, and in flue gas treatment for scrubbing of acidic gases.

Interested? Contact us

Promoters:

Prof. Johan Martens (COK)

� Johan.martens@biw.kuleuven.be

Prof. Tom Van Gerven (CIT)

Prof. Boudewijn Meesschaert (COK)

Daily Supervisor:

Yi Wai (Emily) Chiang (COK)

� YiWai.Chiang@biw.kuleuven.be

In collaboration with

� http://smartpro2.eu

Laser Diffraction TGA X-Ray DiffractionSEM Surface Analyzer

Framework:

� Sol-gel synthesis

� Materials characterization

� Analytical Equipment (SEM,

XRD, BET, TGA, PSD)

� Adsorption testing, stability,

isotherm

� Leaching testing

New routes for adsorption synthesis