Metal-free catalysts for the synthesis of cyclic carbonates through the reaction of CO2 with epoxides
Verbeterde katalytische systemen voor cyclische carbonaten uit CO₂ en epoxiden
In haar promotieonderzoek richtte Jing Chen zich op de ontwikkeling van kostenefficiënte en zeer actieve metaalvrije katalytische systemen voor de synthese van cyclische carbonaten uit CO₂ en epoxiden. Om dit te realiseren, testte ze goedkope kleurstoffen die actieve species (Cl⁻) bevatten, als katalysatoren voor deze reactie. Om hun katalytische activiteit verder te verbeteren paste Chen strategieën toe zoals vervanging van het tegenion en introductie van een waterstofbrugdonor (HBD), wat resulteerde in een reeks kleurstof-gebaseerde organokatalysatoren met aanzienlijk verbeterde prestaties.
Vervolgens voorde Chen de immobilisatie van kleurstof-gebaseerde katalysatoren op SiO₂-dragers uit. De resulterende heterogene katalysatoren vertoonden echter uitloging van de actieve centra. Om stabielere heterogene systemen te verkrijgen, testte Chen verschillende harskorrels met I⁻, waarvan sommige ook waren gefunctionaliseerd met een HBD-groep. Onder deze katalysatoren vertoonde NIP-I de hoogste katalytische activiteit in poedervorm. Bovendien behield deze katalysator stabiele prestaties in een vastbedreactor gedurende een reactietijd van 12 uur.
Samenvattend toont Chen een succesvolle strategie voor het verhogen van de katalytische activiteit van kleurstof-gebaseerde katalysatoren bij de cycloadditie van CO₂ aan epoxiden tot cyclische carbonaten. Daarnaast ontwikkelde ze een goedkope, efficiënte en stabiele heterogene katalysator.
Jing Chen voerde haar onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Producttechnologie, met financiering van het Chinese Scholarship Council. Ze vervolgt haar loopbaan als postdoc bij de Rijksuniversiteit Groningen.