Doctoraat in de ingenieurswetenschappen: chemische technologie

Geavanceerde moleculaire simulaties van reactiemechanismen en complexe reactieomstandigheden in de conversie van methanol naar olefinen


Doctorandus Publieke verdediging
Naam: Kristof De Wispelaere   Datum: Vrijdag 29/05/2015 om 16:00 
Adres: vakgroep Toegepaste Fysica (EA17)
Technologiepark Zwijnaarde 903, 9052 Zwijnaarde
  Lokatie: auditorium M van het Plateaugebouw, faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur, eerste verdieping, Rozier 44, 9000 Gent
Contact FEA: info.ea@ugent.be   Taal: Nederlands

Curriculum
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: chemische technologie, Universiteit Gent, 2011
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: chemische technologie en materiaalkunde, Universiteit Gent, 2009

Promotor
Veronique Van Speybroeck

Examencommissie
prof. Rik Van de Walle
Veronique Van Speybroeck (EA17,WE05)
Karen Hemelsoet, Universiteit Gent, Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur, EA08 - Vakgroep Elektromechanica, Systeem- en Metaalengineering, Technologiepark Zwijnaarde 46, 9052 Zwijnaarde
E: karen.hemelsoet@ugent.be
Joris Thybaut
Evert Jan Meijer
Michel Waroquier
An Ghysels
Javier Ruiz-Martínez
Bernd Ensing
Unni Olsbye

Onderzoeksthema

Chemische omzettingen in zeolieten spelen een essentiële rol in de chemische industrie. Om gedetailleerde inzichten te verkrijgen op moleculaire schaal moeten onderzoekers te werk gaan als detectives en op zoek gaan naar de precieze omstandigheden waaronder chemische reacties plaatsvinden. Hierbij kunnen moleculaire simulaties als vergrootglas worden gebruikt, waarvoor een krachtige computationele infrastructuur nodig is. In dit proefschrift worden geavanceerde moleculaire simulaties op basis van de dichtheidsfunctionaaltheorie aangewend om inzichten te verkrijgen in de complexe omzetting van methanol naar olefinen (MTO). Enerzijds werden reactiemechanismen voor deze omzetting blootgelegd, anderzijds werden modellen ontwikkeld om op accurate wijze complexe reactieomstandigheden na te bootsen. In werkelijkheid gebeurt de conversie op hoge temperatuur en in aanwezigheid van een groot aantal gastmoleculen in de katalysator. Moleculaire dynamica (MD) en metadynamicasimulaties blijken uitermate geschikt om dergelijke effecten in rekening te brengen tijdens het simuleren van reacties onder realistische reactieomstandigheden. Door de cruciale rol die methyleringsreacties spelen tijdens het MTO-proces werd de nieuwe methodologie toegepast om het mechanisme en de snelheid van deze reacties te bestuderen. De reactietemperatuur en belading van reactanten in de reactieomgeving blijken een grote invloed te hebben op het mechanisme en de snelheid van methyleringsreacties. In de toekomst zal het belang van geavanceerde MD-technieken ongetwijfeld blijven toenemen. Dankzij de snelle evoluties binnen de computationele chemie mogen in de nabije toekomst nog veel spectaculaire resultaten worden verwacht.


Taal proefschrift
Engels

Documenten