Microreaction Engineering of Aqueous Phase Metal Catalyzed Reactions

水相金属催化反应的微反应工程

基本信息

  • 批准号:
    1550483
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.72万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2017-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACTPI: Hartman, Ryan L.Institutions: University of Alabama TuscaloosaProposal Number: 1264630Title: Microreaction Engineering of Aqueous Phase Metal Catalyzed ReactionsIntellectual Merit The use of water as a reaction solvent has the potential to impact the sustainable, continuous flow manufacturing of specialty chemicals. Successfully engineering such processes require the ability to overcome some challenges, including 1) management of the formation of solids as non-covalently bonded materials on reactor surfaces (e.g., scale deposition), 2) design of efficient catalysts using understanding of the fundamental mechanisms that govern synthetic transformations, 3) innovation of novel reactors that efficiently couple the aromatics that make-up intermediates in fine chemical production, and 4) integration of analytics with laboratory synthesis tools for online reaction discovery and optimization. This research will address each of these four challenges. The PIs plan the engineering and integration of microreactors with confocal Raman microscopy, where the intrinsic kinetic and mechanistic knowledge of palladium-catalyzed C-H functionalization reactions with hydrophilic ligands will be made available in the absence of transport limitations. The use of hydrophilic ligands, and hence water as a reaction solvent, in fine chemical manufacturing presents the opportunity for greener pathways to useful compounds. The PIs will combine reactor design principles, analytical chemistry, and synthetic methodologies aimed at developing a platform, which can be used to continuously synthesize fine chemical intermediates with water as a reaction solvent. The enabling technology will combine concepts of (i) microreactor technology, (ii) the design of hydrophilic ligands for synthetic organic reactions, (iii) non-invasive analytical techniques for reaction monitoring, and (iv) multi-step microchemical synthesis involving reactions and separations. If successful, the knowledge generated will foster a new paradigm of sustainable chemical process design: the use of water as a solvent to manufacture fine chemicals.Broader Impacts This research seeks to establish fundamental understanding of reactor and process design of synthetic pathways that utilize water as a solvent. This understanding will advance chemical processes that synthesize specialty chemicals, in a sustainable way. Undergraduate and graduate students will benefit from this work through the evolution of the reaction engineering curricula and undergraduate research opportunities for underrepresented groups. Furthermore, students K-12+ will be engaged by the creation of online YouTube videos through an undergraduate competition between the University of Southern California and the University of Alabama aimed at the interfacing of advanced chemistry and reactor design concepts, real world engineering problems, and pop culture. The work will also expose graduate students to international research experiences through collaboration with the Institute of Condensed Matter Chemistry Bordeaux (ICMCB). These educational components will strengthen the undergraduate engineering education at the University of Alabama, foster early interest in engineering careers from K-12 students, and provide unique opportunities for graduate students to gain international exposure.
摘要:Hartman,Ryan L.机构:亚拉巴马塔斯卡卢萨大学提案编号:1264630题目:水相金属催化反应的微反应工程知识产权使用水作为反应溶剂有可能影响特种化学品的可持续、连续流制造。成功地设计这样的方法需要克服一些挑战的能力,包括1)控制固体作为反应器表面上的非共价键合材料的形成(例如,规模沉积),2)利用对控制合成转化的基本机制的理解设计有效的催化剂,3)创新新型反应器,其有效地偶联构成精细化学品生产中的中间体的芳族化合物,以及4)将分析与实验室合成工具集成,用于在线反应发现和优化。这项研究将解决这四个挑战。PI计划工程和集成的微反应器与共焦拉曼显微镜,其中的固有动力学和机械知识的钯催化的C-H官能化反应与亲水配体将在没有运输限制。在精细化学品制造中使用亲水性配体,并因此使用水作为反应溶剂,为获得有用化合物的绿色途径提供了机会。PI将结合联合收割机反应器设计原理、分析化学和合成方法,旨在开发一个平台,可用于以水为反应溶剂连续合成精细化学中间体。使能技术将结合以下联合收割机概念:(i)微反应器技术,(ii)用于合成有机反应的亲水配体的设计,(iii)用于反应监测的非侵入性分析技术,以及(iv)涉及反应和分离的多步微化学合成。如果成功,所产生的知识将促进可持续化学工艺设计的新范式:使用水作为溶剂制造精细化学品。更广泛的影响本研究旨在建立对利用水作为溶剂的合成途径的反应器和工艺设计的基本理解。这种理解将以可持续的方式推进合成特种化学品的化学过程。本科生和研究生将受益于这项工作,通过反应工程课程的演变和本科研究机会,为代表性不足的群体。此外,学生K-12+将通过创建在线YouTube视频,通过南加州大学和亚拉巴马大学之间的本科生竞争,旨在先进的化学和反应堆设计概念,真实的世界工程问题和流行文化的接口。这项工作还将通过与凝聚态化学波尔多研究所(ICMCB)的合作,使研究生接触到国际研究经验。这些教育内容将加强亚拉巴马大学的本科工程教育,培养K-12学生对工程职业的早期兴趣,并为研究生提供获得国际曝光的独特机会。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ryan Hartman其他文献

Network-Based Delineation of Health Service Areas: A Comparative Analysis of Community Detection Algorithms
基于网络的卫生服务区划定:社区检测算法的比较分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Diego Pinheiro;Ryan Hartman;E. Romero;R. Menezes;M. Cadeiras
  • 通讯作者:
    M. Cadeiras
Assessing the suitability of network community detection to available meta-data using rank stability
使用排名稳定性评估网络社区检测对可用元数据的适用性
Entropy in Network Community as an Indicator of Language Structure in Emoji Usage: A Twitter Study Across Various Thematic Datasets
网络社区中的熵作为表情符号使用中语言结构的指标:针对各种主题数据集的 Twitter 研究
Editorial special issue in the journal of flow chemistry: engineering aspects of flow chemistry
  • DOI:
    10.1007/s41981-021-00197-8
  • 发表时间:
    2021-09-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.000
  • 作者:
    Norbert Kockmann;Ryan Hartman;Amol Kulkarni
  • 通讯作者:
    Amol Kulkarni

Ryan Hartman的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ryan Hartman', 18)}}的其他基金

Travel: ISCRE 27: Chemical Reaction Engineering for Sustainable Development
旅行:ISCRE 27:促进可持续发展的化学反应工程
  • 批准号:
    2322459
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Standard Grant
On the Mechanism and Utility of Laser-Induced Nucleation using Microfluidics
微流控激光诱导成核的机制和实用性
  • 批准号:
    2103689
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ECO-CBET: Methane Conversion by Merging Atmospheric Plasma with Transition-Metal Catalysis
合作研究:ECO-CBET:通过大气等离子体与过渡金属催化相结合进行甲烷转化
  • 批准号:
    2032664
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Artificially Intelligent, Autonomous Microreactors for the Discovery of Polyolefin Catalysis
用于发现聚烯烃催化的人工智能自主微反应器
  • 批准号:
    1701393
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Palladium-Catalyzed C-H Activation/C-C Cross-Coupling of CH4 Hydrates and Plasma using Cyclodextrin Ligand in Multiphase Microsystems
职业:在多相微系统中使用环糊精配体进行钯催化的 CH4 水合物和等离子体的 C-H 活化/C-C 交叉偶联
  • 批准号:
    1551116
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Palladium-Catalyzed C-H Activation/C-C Cross-Coupling of CH4 Hydrates and Plasma using Cyclodextrin Ligand in Multiphase Microsystems
职业:在多相微系统中使用环糊精配体进行钯催化的 CH4 水合物和等离子体的 C-H 活化/C-C 交叉偶联
  • 批准号:
    1453062
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Microreaction Engineering of Aqueous Phase Metal Catalyzed Reactions
水相金属催化反应的微反应工程
  • 批准号:
    1264630
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

导电金属氧化物载体的开发及其直接乙醇燃料电池阳极催化研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
成渝地区双城经济圈现代服务业高质量发展水平评价理论与方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
低空飞行器及其空域的设计与监管平台软件
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于仿生动态交联网络的多功能离子水凝胶对糖尿病创面愈合的研究与应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
重庆“416”科技创新布局与产业创新协同推进的战略研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
川渝共建重点实验室的联合创新机制和考核指标体系研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
考虑测控特性与区间变量的新型配电网状态估计方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
万达开现代化生态灌区建设与管理新模式研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
多酶-双菌代谢适配驱动柑橘皮生物质定向转化合成高值花青苷的应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于BIM-GIS集成技术的建筑工程三维可视化动态管理与应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

キャリアとなる細菌・ウイルスに着目した下水処理工程における薬剤耐性遺伝子の動態
以载体细菌和病毒为中心的污水处理过程中耐药基因动态
  • 批准号:
    23K26229
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
DNA封入ウイルス様粒子を活用した水環境・浄水処理工程中のノロウイルス動態の解明
使用 DNA 封装的病毒样颗粒阐明诺如病毒在水环境和水净化过程中的动态
  • 批准号:
    24KJ2204
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Engineering vanadium oxide-based cathode for aqueous ammonium ion batteries
用于水性铵离子电池的工程氧化钒基阴极
  • 批准号:
    LP220100088
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Linkage Projects
下水汚泥焼却工程における閉塞トラブル発生予測のための判定法の開発
污泥焚烧过程中发生堵塞问题预测的测定方法的开发
  • 批准号:
    22K04381
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
汎用細胞増殖系を活用した浄水処理工程におけるサポウイルスの未知動態の解明
使用通用细胞增殖系统阐明水净化过程中沙波病毒的未知动态
  • 批准号:
    22K18817
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
電荷移動遷移を利用した有価金属の製錬工程における水溶液の分析および錯体構造制御
利用电荷转移跃迁分析有价金属冶炼过程中的水溶液和复杂结构控制
  • 批准号:
    22K04789
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Engineering triple-phase boundary for superior aqueous metal-air batteries
设计优质水系金属-空气电池的三相边界
  • 批准号:
    DE190100445
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Microreaction Engineering of Aqueous Phase Metal Catalyzed Reactions
水相金属催化反应的微反应工程
  • 批准号:
    1264630
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Creation and Bio-Functional Material Engineering of Biomimetic Aqueous Adhesion System, Using Adhesive Proteins.
使用粘附蛋白的仿生水粘附系统的创建和生物功能材料工程。
  • 批准号:
    12450330
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
パルプ漂白の工程水中に蓄積する物質の性状の解析とその除去法の開発
分析纸浆漂白工艺水中积聚物质的性质并开发去除这些物质的方法
  • 批准号:
    10141207
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 24.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了