Conversion of CO₂ into organic carbonates: a venture into catalysis, reaction design and product modification

Duurzame chemische producten maken met kooldioxide

Binnen de chemische productontwikkeling bestaat een groeiende aandacht voor duurzaamheid. Hoewel duurzaamheid een erg breed concept is, vertaalt zich dit in het gebied van chemische producten voornamelijk in het gebruik van hernieuwbare grondstoffen, veiligere alternatieven voor schadelijke chemicaliën en bio-afbreekbare of recyclebare eindproducten. In de context van duurzame chemische productontwikkeling is de toepassing van koolstofdioxide (CO2) als grondstof voor chemische producten een interessante optie, aangezien deze stof de potentie heeft om gebruikt te worden als laag giftige, niet-brandbare en goedkope bouwsteen voor de productie van bulkchemicaliën, mineralen en zelfs polymeren.

Van de verscheidene mogelijkheden voor gebruik van CO2 gebruik is de reactie tussen koolstofdioxide en epoxides een aantrekkelijke route, aangezien deze leidt tot de formatie van twee verschillende, maar beide waardevolle producten: cyclische en polymere carbonaten. Deze route heeft echter ook een aantal uitdagingen, aangezien actieve en selectieve katalysatoren nodig zijn om de gewenste carbonaatproducten selectief te verkrijgen met een hoge opbrengst.

In zijn proefschrift beschrijft Arjen Kamphuis zijn onderzoek naar de omzetting van CO2 in organische carbonaten, waarin hij de lezer meeneemt op een reis langs de katalyse en het reactieontwerp van koolstofdioxide en epoxide chemie, en langs de post-polymerisatie modificatie van de polycarbonaatproducten. Eerst bespreekt hij de ontwikkeling van een serie titanium, zirkonium en ijzer-gebaseerde verbindingen, gecombineerd met de evaluatie van deze metaalcomplexen als katalysatoren voor de reactie van CO2 met verscheidene epoxides. De laatste hoofdstukken van zijn proefschrift focussen op de synthese van verschillende gefunctionaliseerde polycarbonaten en hun potentie voor gebruik in onder meer biomedische toepassingen.

Het promotieonderzoek van Arjen Kamphuis vond plaats bij de afdeling Producttechnologie van het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG) met financiering van de RUG. Hij werkt nu als Procestechnoloog/Adviseur bij het ingenieursbureau Sweco.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/dbc17465-44f7-414f-b453-a72470190a61