28.2.2020
Tohtorinväitös teknillisen kemian ja reaktiotekniikan alalta
DI Erfan Behraveshin väitöskirja teknillisen kemian ja reaktiotekniikan alalta esitetään julkisesti tarkastettavaksi Åbo Akademin luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunnassa perjantaina 6.3.2020.
Väitöskirjan otsikkona on Development of microreactor technology for partial oxidation of ethanol on gold catalyst.
Työn tavoitteena oli kehittää mikroreaktoriteknologiaa etanolin selektiiviselle hapetukselle käyttäen kultananopartikkeleita katalyytteinä sekä tutkia reaktiokinetikkaa ja -mekanismeja tavanomaisessa kiintopatjareaktorissa ja mikroreaktorissa.
Bioperäisten alkoholien hapetuksella on suuri teollinen merkitys hieno- ja erikoiskemikaalien valmistuksessa. Polyoleista saatavat aldehydit ovat lääkeaine- ja elintarviketeollisuuden tärkeitä välituotteita. Mikrorakenteiset reaktorit ovat sopivia työkaluja erityisesti hapetusprosessien tutkimiseen, koska mikroreaktoreilla on erinomaiset aineen- ja lämmönsiirto-ominaisuudet suuren pinta-ala-tilavuussuhteen johdosta.
Työn aihepiireinä olivat katalyyttien valmistus ja karakterisointi, eri katalyyttien vertailu, mikroreaktorielementtien pinnoitusmenetelmien kehittäminen, reaktiomekanismien analyysi tiheysfunktionaaliteorian (DFT) avulla sekä reaktiokinetiikan ja mikroreaktorin mallinnus.
Työssä kehitettiin kahta mikroreaktorielementtien pinnoitusmenetelmää kulta-alumiinioksidi-katalyyteille; kehitetyt pinnoitusmenetelmät olivat lietemenetelmä sekä mustesuihkutulostus. Kokeellisesti havainnoidun kiintopatjareaktorin ja mikroreaktorin käyttäytymisen kuvaamiseksi kehitettiin matemaattinen malli etanolin hapetukselle kultananopartikkeleiden pinnalla. Tämän monimutkaisen ja heterogeenisesti katalysoidun kaasufaasisysteemin malli koostui dynaamisista aine- ja energiataseista sekä reaktionopeusyhtälöistä. Numeeristen tietokonesimulointien avulla havainnollistettiin lämpötilan, katalyyttimäärän ja virtausolosuhteiden vaikutusta saatuihin koetuloksiin.
Molekyylimallinnusta suoritettiin tiheysfunktionaaliteoriaa hyödyntäen etanolin hapetuksen reaktiomekanismin valaisemiseksi. Teoreettisten laskelmien inspiroimaa reaktiomekanismia käytettiin parannetun kineettisen mallin luomiseksi, jolloin aiemmin mikroreaktorilla saatua koeaineistoa voitiin tarkastella uudelleen asetaldehydin muodostumisnopeuden kuvaamiseksi.
Erfan Behravesh väittelee tohtoriksi perjantaina 6. maaliskuuta 2020 klo 13 osoitteessa Auditorio Salin, Axelia, Piispankatu 8, Turku. Vastaväittäjänä toimii professori Lars Pettersson, Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), Ruotsi, ja kustoksena akatemiaprofessori Tapio Salmi, Åbo Akademi, Turku.
Erfan Behravesh on syntynyt 24.12.1987 Iranissa. Hän suoritti ylioppilastutkinnon vuonna 2006 Jahan Danesh highschoolissa Iranissa, B.Sc. Chemical Engineering -tutkinnon vuonna 2010 Azad Universityssä Iranissa ja DI-tutkinnon vuonna 2014 Åbo Akademissa.
Erfan Behravesh on tavoitettavissa puhelimitse numerosta 040 053 1004 ja sähköpostitse osoitteesta erfan.behravesh@abo.fi.
Väitös on sähköisessä muodossa Doriassa: https://www.doria.fi/handle/10024/176381?locale=lfi.
Klikkaamalla kuvaa saat ladattua painokelpoisen kuvan väittelijästä.
Kuva on tiedotusvälineiden vapaasti käytettävissä.