Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - Θεοδώρα Ραμαντάνη

Τίτλος Παρουσίασης (Presentation Title): Μελέτη της αναμόρφωσης με ατμό του LPG σε υποστηριγμένους καταλύτες ευγενών μετάλλων και περοβσκιτικά οξείδια
Presentation Type (Τύπος Παρουσίασης): Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής
Ονοματεπώνυμο Ομιλητή (Speakers Full Name): Θεοδώρα Ραμαντάνη
Προέλευση Ομιλητή (Speakers Affiliation): Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Χημικών Μηχανικών
Seminar Room (Αίθουσα): Βιβλιοθήκη "Αλκιβιάδης Χ. Παγιατάκης"
Ημερομηνία: Τετ, 01 Μαρ 2023, Ώρα: 17:00 - 20:00
Διεύθυνση Διαδικτυακής Μετάδοσης: https://upatras-gr.zoom.us/j/97318261578?pwd=RlhIT0ROVFBLN1kxQlczZjVaUmp3UT09
Περίληψη (Abstract)

Το υδρογόνο (Η2) αποτελεί έναν ελκυστικό φορέα ενέργειας, καθώς συνδυάζει υψηλό ενεργειακό περιεχόμενο και μηδενικές εκπομπές αέριων ρύπων κατά την καύση του. Το Η2 μπορεί να παραχθεί μέσω αναμόρφωσης με ατμό διαφόρων υδρογονανθράκων όπως του φυσικού αερίου, του υγραερίου, της αιθανόλης και διαφόρων παραγώγων του πετρελαίου. Λόγω του καλά εδραιωμένου δικτύου διανομής του, ακόμη και σε περιοχές όπου δεν διατίθεται το φυσικό αέριο, το υγραέριο (LPG) έχει τη δυνατότητα να καλύψει την αυξημένη ζήτηση για υδρογόνο, η οποία δεν μπορεί να καλυφθεί επί του παρόντος από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Το LPG είναι μίγμα υδρογονανθράκων, κυρίως προπανίου (C3H8) και βουτανίου (C4H10), σε συστάσεις που ποικίλουν ανάλογα με την πηγή προέλευσής του.

Στο πρώτο μέρος της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετάται η αντίδραση αναμόρφωσης με ατμό μιγμάτων προπανίου-βουτανίου σε υποστηριγμένους καταλύτες ευγενών μετάλλων. Ως μεταλλική φάση χρησιμοποιούνται τα μέταλλα Rh, Ru, Ir, Pt, Pd, και Re και ως φορείς τα οξείδια μετάλλων Al2O3, TiO2 και CeO2-ZrO2. Η σύνθεση των καταλυτών έγινε με τη μέθοδο του υγρού εμποτισμού, ενώ η φόρτιση σε μέταλλο ήταν ίση με 1 wt%. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η καταλυτική συμπεριφορά των υλικών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη φύση τόσο της μεταλλικής φάσης όσο και του φορέα. Οι καταλύτες Ru και Rh παρουσιάζουν υψηλές μετατροπές του προπανίου και εκλεκτικότητες προς Η2, οι οποίες ήταν συγκρίσιμες με εκείνες του καταλύτη αναφοράς 10%Ni/Al2O3. Τα καλύτερα αποτελέσματα ελήφθησαν για τον καταλύτη Ru/CeO2-ZrO2, ο οποίος χαρακτηρίζεται από υψηλή δραστικότητα, υψηλή εκλεκτικότητα προς Η2 και εξαιρετική σταθερότητα. Η υψηλή απόδοση του Ru για την αεριοποίηση των ανθρακικών εναποθέσεων υπό συνθήκες αντίδρασης, σε συνδυασμό με τις ευνοϊκές οξειδοαναγωγικές ιδιότητες του φορέα CeO2-ZrO2, έχουν ως αποτέλεσμα τη μειωμένη συσσώρευση άνθρακα στην επιφάνεια του καταλύτη.

Στο δεύτερο μέρος της διατριβής μελετάται η αντίδραση αναμόρφωσης του προπανίου σε καταλύτες που προέρχονται από περοβσκίτες με βάση το LaNiO3. Πιο συγκεκριμένα μελετάται η μερική υποκατάσταση του La με Sr στα Α-κέντρα του περοβσκίτη LaNiO3 και του Ni με Ru ή Rh στα Β-κέντρα των περοβσκιτών LaNiO3 και La0.8Sr0.2NiO3. Η σύνθεση των περοβσκιτικών υλικών έγινε με τη μέθοδο της in situ ανάφλεξης. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η έκθεση των περοβσκιτικών υλικών σε συνθήκες αντίδρασης έχει ως αποτέλεσμα την in situ ανάπτυξη νέων φάσεων συμπεριλαμβανομένου του μεταλλικού νικελίου (Ni0) και του La2O2CO3, οι οποίες συμμετέχουν ενεργά στην αντίδραση αναμόρφωσης με ατμό. Ο καταλύτης LaNiO3 είναι περισσότερο ενεργός σε σύγκριση με τον καταλύτη La0.8Sr0.2NiO3, ωστόσο η απόδοσή του δεν αλλάζει αισθητά μετά από μερική υποκατάσταση του Ni με Ru. Αντίθετα, η ενσωμάτωση του Ru, και ιδιαίτερα του Rh στη δομή του La0.8Sr0.2NiO3 έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη καταλυτών με σημαντικά βελτιωμένη καταλυτική απόδοση, η οποία αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε Ru ή Rh. Τα καλύτερα αποτελέσματα ελήφθησαν για τον καταλύτη La0.8Sr0.2Ni0.9Rh0.1O3, ο οποίος χαρακτηρίζεται από υψηλή δραστικότητα και εκλεκτικότητα προς Η2, καθώς και εξαιρετική σταθερότητα με το χρόνο. Αυτό αποδίδεται στην παρουσία καλά διεσπαρμένων κρυσταλλιτών Rh στην επιφάνεια του καταλύτη, που δρουν συνεργιστικά με τα είδη Ni0.

Τέλος, διερευνάται το δίκτυο της αντίδρασης αναμόρφωσης μιγμάτων προπανίου:βουτανίου με ατμό στους καταλύτες Rh/Al2O3, Ru/Al2O3 και Ru/CeO2-ZrO2. Η αντίδραση μελετήθηκε με χρήση δυναμικών πειραμάτων προκειμένου να ληφθούν πληροφορίες για την επίδραση του φορέα και του μετάλλου στο μηχανισμό της αντίδρασης και πιο συγκεκριμένα στα ενδιάμεσα ροφημένα είδη που σχηματίζονται στην επιφάνεια του καταλύτη καθώς και στα προϊόντα που ανιχνεύονται στη αέρια φάση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το προπάνιο και το βουτάνιο ροφώνται διασπαστικά οδηγώντας στον σχηματισμό ειδών C3Hx, C2Hx και CHx. Τα είδη αυτά αντιδρούν με το ροφημένο νερό, τα υδροξύλια του φορέα Al2O3 ή το πλεγματικό οξυγόνο του φορέα CeO2-ZrO2, οδηγώντας στο σχηματισμό φορμικών, οξικών ή/και ανθρακικών ειδών, τα οποία αποσυντίθενται προς COx και Η2. Στους καταλύτες υποστηριγμένους σε Al2O3 σχηματίστηκαν φορμικά και οξικά είδη, ενώ στην περίπτωση του καταλύτη Ru/CeO2-ZrO2 ανθρακικά είδη. Ο καταλύτης Rh/Al2O3 βρέθηκε περισσότερο ενεργός για τη μελετώμενη αντίδραση, ωστόσο παρατηρήθηκαν C2H4 και CH4 στην αέρια φάση, εκτός από τα επιθυμητά προϊόντα CO, CO2 και H2.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)

Βιογραφικό Σημείωμα

Ονοματεπώνυμο: Θεοδώρα Ραμαντάνη

E-mail: ramantani@chemeng.upatras.gr

 

ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

12.2017-Σήμερα

Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών

Τίτλος Εργασίας: Μελέτη της Αναμόρφωσης με Ατμό του LPG σε Υποστηριγμένους Καταλύτες Ευγενών Μετάλλων και Περοβσκιτικά Οξείδια.

09.2015-10.2017

Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης με κατεύθυνση «Ενέργεια και Περιβάλλον», Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών

Βαθμός Πτυχίου: 9.0/10.0 (Άριστα)

Υποτροφία Ιδρύματος Limmat με βραβείο αριστείας για τη σειρά κατάταξης (3η) στο πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών (M. Sc.) του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών.

09.2010-09.2015

Δίπλωμα Χημικού Μηχανικού, Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών

Βαθμός πτυχίου: 8.18/10.0 (Λίαν Καλώς)

2010

Απολυτήριο Λυκείου, 1ο Γενικό Λύκειο Καισαριανής

Βαθμός Απολυτηρίου: 19.1 (Άριστα)

 

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ

2016-Σήμερα

Επίβλεψη έντεκα διπλωματικών εργασιών στο Εργαστήριο Ετερογενούς Κατάλυσης του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών

2016, 2018, 2019

Επικουρική Διδασκαλία στα εξής μαθήματα του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Π.Π: Εργαστήριο Διεργασιών ΙΙ (8ο Εξάμηνο), Εργαστήριο Πολυμερών (6ο Εξάμηνο), Οργανική Χημεία (2ο Εξάμηνο).

 

ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ

09.2018-08.2021

Τίτλος Προγράμματος: “Development and Demonstration of complete process for the production of electrical energy from fuel cells through intermediate production of H2 via LPG steam reforming” (project code: T1EDK-02442) Co-financed by the European Union and Greek national funds through the Operational Program Competitiveness, Entrepreneurship, and Innovation, under the call RESEARCH–CREATE–INNOVATE, (Ph.D. candidate).

02.2020-05.2020, 09.2021-09.2022

Τίτλος Προγράμματος: “Development and Demonstration of a photocatalytic Process for removing Pathogens and Pharmaceuticals from wastewaters” (project code: 2De4P) Implemented under the Action “H.F.R.I.-1st call for Research Projects to support Post-Doctoral Researchers”) funded by H.F.R.I. Hellenic Foundation for Research and Innovation and General Secretariat for Research and Technology (GSRT), (Ph.D. candidate).

 

ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΔΙΕΘΝΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΠΕΡΙΟΔΙΚΑ ΜΕ ΚΡΙΤΕΣ

  1. A. Kokka, T. Ramantani, A. Petala, P. Panagiotopoulou “Effect of the nature of the support, operating, and pretreatment conditions on the catalytic performance of supported Ni catalysts for the selective methanation of CO”, Catalysis Today, 355 (2020) 832-843.
  2. T. Ramantani, G. Bampos, A. Vavatsikos, G. Vatskalis, D.I. Kondarides “Propane Steam Reforming over Catalysts derived from Noble Metal (Ru, Rh)-substituted LaNiO3 and La0.8Sr0.2NiO3 Perovskite Precursors”, Nanomaterials, 11 (2021) 1931.
  3. G. Bampos, T. Ramantani, P. Panagiotopoulou, X.E.Verykios “Effect of Support on the Reactive Adsorption of CO from Low CO Concentration Streams on the Surface of Pd based Catalysts”, Industrial & Engineering Chemistry Research, 60 (2021) 18722-18738.
  4. A. Kokka, T. Ramantani, P. Panagiotopoulou “Effect of Operating Conditions on the Performance of Rh/TiO2 Catalyst for the Reaction of LPG Steam Reforming”, Catalysts, 11 (2021) 374.
  5. T. Kentri, A. Trimpalis, A. Misa, E. Kordouli, T. Ramantani, S. Boghosian “Rethinking the molecular structures of WVIOx sites dispersed on titania: distinct mono-oxo configurations at 430 °C and temperature-dependent transformations”, Dalton Transactions, 51 (2022) 7455-7475.
  6. T. Ramantani, V. Evangeliou, G. Kormentzas, D.I. Kondarides “Hydrogen Production by Steam Reforming of Propane and LPG over supported metal catalysts”, Applied Catalysis B: Environmental, 306 (2022) 121129.
  7. A. Kokka, T. Ramantani, IV. Yentekakis, P. Panagiotopoulou “Catalytic performance and in situ DRIFTs studied of propane and simulated LPG steam reforming reactions on Rh nanoparticles dispersed on composite MxOy-Al2O3 (M: Ti, Y, Zr, La, Ce, Nd, Gd) supports”, Applied Catalysis B: Environmental, 316 (2022) 121668.

 

ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΣΥΝΕΔΡΙΩΝ

  1. “Ανάπτυξη καταλυτών για την παραγωγή μεθανόλης από την υδρογόνωση του CO2”, 14o Πανελλήνιο Συμπόσιο Κατάλυσης, 13-15 Οκτωβρίου 2016, Πάτρα, Ελλάδα (poster presentation).
  2. “Υδρογόνωση του CO2 προς μεθανόλη σε καταλύτες CuO/ZnO/MxOy”, 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Πράσινη Χημεία και Βιώσιμη Ανάπτυξη, 20-22 Οκτωβρίου 2017, Πάτρα, Ελλάδα (oral presentation).
  3. “Παραγωγή μεθανόλης από την υδρογόνωση του CO2 σε καταλύτες μικτών οξειδίων του τύπου CuO/ZnO/MxOy”, 11ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής, 25-27 Μαΐου 2017, Θεσσαλονίκη, Ελλάδα (poster presentation).
  4. “Μελέτη της αντίδρασης υδρογόνωσης του CO2 σε υποστηριγμένους καταλύτες Pd”, 15ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Κατάλυσης, 18-20 Οκτωβρίου 2018, Ιωάννινα, Ελλάδα (oral presentation).
  5. “Μελέτη της αντίδρασης υδρογόνωσης του CO2 προς μεθανόλη σε καταλύτες Cu/ZnO/MxOy (M=Al, Zr, Ga)”, 15ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Κατάλυσης, 18-20 Οκτωβρίου 2018, Ιωάννινα, Ελλάδα (awarded poster presentation).
  6. “Hydrogenation of carbon dioxide over supported Pd catalysts”, 4th Workshop of Graduates and Postdocs in Chemical Engineering Sciences, 31 Οκτωβρίου 2018, Πάτρα, Ελλάδα (poster presentation).
  7. “Μελέτη της αντίδρασης αναμόρφωσης του προπανίου με ατμό σε καταλύτες ευγενών μετάλλων”,12ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής, 29-31 Μαΐου 2019, Αθήνα, Ελλάδα (poster presentation).
  8. “Propane steam reforming over supported noble metal catalysts”, 5th Workshop of Graduates and Postdocs in Chemical Engineering Sciences, 6 Νοεμβρίου 2019, Πάτρα, Ελλάδα (awarded poster presentation).
  9. “Hydrogen production by steam reforming of propane over supported noble metal catalysts”, 11th International Conference on Environmental Catalysis, 7-9 Σεπτεμβρίου 2020, Manchester, Αγγλία (poster presentation).
  10. “Μελέτη της αντίδρασης αναμόρφωσης του προπανίου με ατμό σε περοβσκιτικά οξείδια βασισμένα σε Ni”, 1ο Διαδικτυακό Συμπόσιο Νέων Επιστημόνων με θέμα «Ορυκτοί Πόροι-Περιβάλλον-Χημική Μηχανική», 26-28 Φεβρουαρίου 2021 (oral presentation).
  11. “Noble metal-substituted La0.8Sr0.2NixM1-xO3 (M: Ru, Rh) perovskite catalysts for propane steam reforming”, World Sustainable Energy Days 2022, 5-8 Απριλίου 2022, Wels, Αυστρία (poster presentation).
  12. “Αναμόρφωση του LPG με ατμό για παραγωγή υδρογόνου σε υποστηριγμένους καταλύτες Rh και Ru”, 13ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής, 2-4 Ιουνίου 2022, Πάτρα, Ελλάδα (oral presentation).
  13. “LaSrNiXO3 (X: Zn, Mg, Fe, Co, Al, Cu, Ga) as heterogeneous persulfate activators for Losartan degradation in aqueous media”, 11th European Conference on Pesticides and Related Organic Micropollutants in the Environment & 17th Symposium on Chemistry and Fate of Modern Pesticides, 23-26 June 2022, Ioannina, Greece, (poster presentation).
  14. “Αναμόρφωση του LPG με ατμό σε καταλύτες περοβσκιτικών οξειδίων με βάση το Ni”, 16o Πανελλήνιο Συμπόσιο Κατάλυσης, 20-22 Οκτωβρίου 2022, Χανιά, Ελλάδα (poster presentation).

 

ΕΡΓΑΣΙΕΣ

Πρακτική Άσκηση στη Χημική Υπηρεσία Πατρών με αντικείμενο απασχόλησης: Έλεγχος αλκοολούχων ποτών, οίνων και ελαιόλαδων.

Διπλωματική Εργασία που εκπονήθηκε στο εργαστήριο Ετερογενούς Κατάλυσης του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών με τίτλο: Καταλυτική ενεργοποίηση του CO2 για παραγωγή μεθανόλης.

Ερευνητική Εργασία που εκπονήθηκε στο εργαστήριο Ετερογενούς Κατάλυσης του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών με τίτλο: Καταλυτική υδρογόνωση του διοξειδίου του άνθρακα για την παραγωγή χρήσιμων χημικών ενώσεων.

 

ΞΕΝΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ: Αγγλικά, Γερμανικά