Projektbeschreibung
Kostengünstige Katalysatoren aus Industrieabfall
Rasante Entwicklungen in der organischen Chemie ermöglichen die Produktion vielseitiger und kostengünstiger Katalysatoren aus Industrieabfall. Das EU-finanzierte Projekt HAEMOGLOBIN stell vielseitige und kostengünstige Katalysatoren aus Industrieabfall her und verwendet diese für die Aufwertung von Biomasse. Es werden insbesondere Einzelatom-FeNx-Standorte auf Kohlenstoffbasis (FeNx@C) hergestellt, die in den vergangenen Jahren eine erhebliche Entwicklung in der organischen Chemie verzeichnet haben. Sie sind für Oxidationen wie für Reduktionen aktiv und stellen eine aussichtsreiche ungiftige und kostengünstige Alternative zu Metallen aus der Platingruppe dar. Die Entwicklung der neuen Technologie wird die Nutzung von Biomasse vereinfachen, um neue Katalysatoren herzustellen und die Umwandelung von Plattformchemikalien auf organischer Basis im großen Maßstab zu erreichen.
Ziel
The aim of this proposal is to make universal and low-cost catalysts from industrial waste and apply them to biomass upgrading. To that end, we will make single atomic FeNx sites supported on carbon (FeNx@C) that have seen tremendous development in organic chemistry in the past 5 years. Indeed, they are active for both oxidations and reductions, and constitute promising substitutes for toxic, scarce and costly platinum-group metals (PGM). Yet major challenges remain in the field: first we need to find new routes to drastically lower the footprint of their synthesis. Here we will adopt a bio-inspired approach and use inexpensive hemoproteins as precursors: they naturally contain four pre-built FeNx sites (hemes) per unit. Hemoproteins can be extracted from blood in slaughterhouse waste. We will use the resulting catalysts for the upgrading of key biomass-derived platform molecules: 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), levulinic acid (LA), and other biomass-derived alcohols.
The reductive and oxidative potency of FeNx@C will be first explored separately, then sequentially for alcohol direct conversion to amines. Due to their heterogeneous nature, FeNx@C catalysts can be readily transposed to continuous flow synthesis. With such promising technology, we will fully exploit biomass to both make new catalysts and perform large scale conversion of bio-based platform chemicals.
Wissenschaftliches Gebiet
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
SW7 2AZ LONDON
Vereinigtes Königreich