Kemija za trajnostni razvoj
P1-0134
Trajanje: 1.1.2022 - 31.12.2027
Vodja:
prof. dr.
Lavrenčič Štangar Urška
V raziskovalnem programu »Kemija za trajnostni razvoj« preučujemo materiale in procese, ki so ključni za trajnostni razvoj ter pri tem izkoriščamo združeno ekspertizo anorganskih in organskih kemikov, ki sodelujemo v programu in prihajamo iz dveh ustanov (Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo ter Institut Jožef Stefan). Na UL FKKT izvajamo sledeče aktivnosti.
1. Fotokataliza za zaščito okolja
Eden izmed glavnih ciljev je razvoj, izdelava in testiranje modularnih fotokatalitskih reaktorjev za čiščenje vode, katerih delovanje se lahko prilagaja količini onesnaževal v vodi in potrebni hitrosti čiščenja, ter njihovo ovrednotenje glede na učinkovitost in ekonomsko upravičenost.
2. Katalitske pretvorbe ogljikovega dioksida
Raziskujemo poti za pretvorbo CO2 v uporabne kemikalije. V ta namen pripravljamo katalizatorje na osnovi CeO2 in ZrO2. Pri tem se bomo posvetili tudi kinetičnim študijam, ki so v dosedanjih raziskavah zapostavljene.
3. Fototermična kataliza
Dvojni način vzbujanja, tako fotonsko kot termično, pri enolončnih procesih omogoča premagovanje bariere aktivacijske energije Arrheniusovega tipa v katalitskih reakcijah. Razvijali bomo fototermične katalizatorje s preučevanjem kombinacije neplazmonskih in plazmonskih kovinskih ogljikovih kompozitov.
4. Računalniško modeliranje katalizatorjev
Raziskati želimo celostni okvir strojnega učenja za hitro presejanje heterogenih katalizatorjev z uporabo deskriptorske kinetične analize. Tako bomo lahko napovedali lastnosti novih katalizatorjev ter s tem pospešili njihov razvoj in izbiro učinkovitih sinteznih poti.
5. Zelene oksidativne metode za selektivno pretvorbo organskih molekul
Razvijamo metode za selektivno pretvorbo organskih molekul z uporabo zelenih oksidantov. Naš namen je ovrednotiti njihov okoljski potencial in raziskati uporabo alternativnih topil in trdnih nosilcev. Razvijamo sintezo novih cikličnih peroksidov, ki so biološko aktivni (antibakterijske, antivirusne, antitumorske, antifungicidne lastnosti ter vpliv na razvoj rastlin).
6. Valorizacija biomase
Raziskujemo pretvorbo lignoceluloze v uporabne kemikalije in materiale. Lignin pretvarjamo v uporabne aromate z zelenimi oksidanti, raziskujemo pretvorbo celuloze v hidrogele z uporabo naravnih alifatskih dikislin in ligninskih derivatov ter modificiramo emodinska barvila z namenom izboljšanja njihove biološke in fotokemijske aktivnosti.
7. Zmanjšanje mobilnosti potencialno strupenih elementov
Proučujemo biodostopnost PSE v različnih okoljskih prahovih (hišni, cestni prah) in adsorpcijo PSE neposredno na biooglje. Kljub številnim raziskavam je dejanska vloga biooglja pri stabilizaciji PSE še precej nepojasnjena. S pripravo LDH v obliki tankih plasti želimo združiti adsorbent in fotokatalizator, ki simulira dnevno-nočni ritem v naravi.
8. Koordinacijska kemija v trajnostnem razvoju
Raziskujemo koordinacijsko kemijo molibdena v višjih oksidacijskih stanjih, cinka(II) in bakra(II) s ciljem določiti in optimizirati reakcijske pogoje, da poteče kemijska pretvorba ligandov. Pri novih kurkuminskih kompleksih se bomo posvetili njihovi sintezi, karakterizaciji in protivirusni učinkovitosti.
9. Inovativne tehnike za ravnanje z industrijskim blatom
Usmerjamo se na razvoj trajnostne rešitve za izboljšanje sposobnosti dehidracije industrijskih odplak in na proučitev možnosti učinkovitega odstranjevanja nastalega blata z njegovo nadaljnjo uporabo kot surovino za postopek pirolize, z namenom pridobivanja energije.
Raziskovalni program se v celotni vsebini vključuje v prednostne smeri, definirane v evropski strategiji Obzorje Evropa 2021-2027, ki predstavlja tekoči program razvoja Evropske skupnosti. Trajnostni razvoj ponovno predstavlja vseobsegajoči okvir vizije naslednjega programa EU za naložbe v raziskave in inovacije. Odlična znanost in inovacije so ključni faktorji, ki Evropi pomagajo na poti razumne, trajnostne in vključujoče rasti pri reševanju perečih družbenih izzivov. V skladu s prioritetami evropske strategije se v našem programu osredotočamo na varno, čisto in učinkovito energijo, zeleno kemijo in tehnologijo ter trajnostni pristop pri upravljanju z okoljem. Z delom raziskav se vključujemo tudi v prioriteto prilagoditve digitalni dobi. Naš cilj ostaja odličnost v znanosti z močno usmeritvijo v inovacije in industrijsko sodelovanje. Tako soustvarjamo evropsko znanstveno odličnost in prispevamo k inovativnosti industrije svojega okolja.