Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution Via Novel Syntheses Of Srtio₃/G-C₃N₄ Heterojunction Photocatalysts,
2025
Faculty of Engineering
Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution Via Novel Syntheses Of Srtio₃/G-C₃N₄ Heterojunction Photocatalysts, Chiramet Thatsanakunlaphan
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Strontium titanate/graphitic carbon nitride (SrTiO3/g-C3N4) heterojunctions are widely used as photocatalysts. However, traditional multistep synthesis methods for these photocatalysts often involve complexity, long processing times, and high energy consumption. To address these issues, a systematic comparison of various simplified synthesis approaches was conducted, emphasizing the influence of synthesis parameters on the structural properties and hydrogen evolution performance. Six comparative studies were conducted to illustrate the roles of solvent choice, thermal post-treatment, and synthesis route. Results showed that ethylene glycol consistently produced more active photocatalysts than ethanol in both one-pot and two-step solvothermal methods. Non-calcined samples exhibited superior hydrogen evolution activity …
Development Of Defective Tiox And Hfo2-X For Efficient Visible-Light-Driven Photocatalytic Degradation Of Organic Pollutants,
2025
Faculty of Engineering
Development Of Defective Tiox And Hfo2-X For Efficient Visible-Light-Driven Photocatalytic Degradation Of Organic Pollutants, Mohammad Rahim Pour
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
The development of efficient photocatalysts capable of operating under visible light is critical for addressing persistent organic contaminants in wastewater. In this thesis, two complementary strategies are presented that exploit defect engineering and heterojunction construction to enhance charge separation, light absorption, and pollutant degradation. In the first study, titanium oxide quantum dots with a high density of oxygen vacancies were dispersed onto H-Beta zeolite supports via a sono-deposition approach. The zeolite substrate not only enabled uniform distribution of sub-5 nm TiOx particles, but also promoted pre-accumulation of cationic dyes, which significantly improved their subsequent oxidation. Structural and spectroscopic analyses confirmed …
Feasibility Study Of Utilization Of Calcium-Based Material For Integrated Methane Dry Reforming And Co2 Absorption-Mineralization Processes,
2025
Faculty of Engineering
Feasibility Study Of Utilization Of Calcium-Based Material For Integrated Methane Dry Reforming And Co2 Absorption-Mineralization Processes, Nattanan Watcharasawat
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
This thesis investigates an integrated absorption-mineralization and dry reforming of methane (IAM-DRM) loop. The aim is to demonstrate the feasibility of using CaCO3 derived from amine scrubbing both as a CO2 sink and as reactive support for in situ Ni activation during DRM, while simultaneously regenerating the MEA solvent and calcium material for repeated use. CO2 absorption of monoethanolamine (MEA) yield equilibrium loadings of 0.66 mol CO2 mol-1 MEA with regenerated MEA maintaining identical performance. Mineralization on CaCl2 and Ca(OH)2 produced different phases product. Temperature programmed DRM demonstrated that mineralized CaCO3 can activate Ni in situ and sustain CH4 conversion. …
Electrochemical Reduction And Regeneration Of Carbamate,
2025
Faculty of Engineering
Electrochemical Reduction And Regeneration Of Carbamate, Nattiya Jumpadib
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
A reliable method for removing carbon dioxide (CO2) gas from industrial emissions involves CO2 absorption into monoethanolamine (MEA) solution to achieve carbon neutrality. However, the regeneration of MEA is costly and still requires heat to release the CO2 that was captured and other processes to manage the CO2 onwards. Our research demonstrates that integrating CO2 capture with electrochemical CO2 conversion reduces regeneration processes and converts CO2 into valuable products. The electrochemical reduction and regeneration of MEA-CO2 adduct (carbamate) were investigated simultaneously by using copper pulse-electrodeposited on copper foils as a cathode in a microchannel reactor. The gas products were analyzed …
Effect Of Catalyst Bed Configuration On Temperature Profile And Reactor Performance For Fischer-Tropsch Synthesis : A Computational Fluid Dynamics Simulation,
2025
Faculty of Engineering
Effect Of Catalyst Bed Configuration On Temperature Profile And Reactor Performance For Fischer-Tropsch Synthesis : A Computational Fluid Dynamics Simulation, Natthasit Khawyen
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
This research investigates the performance of the Fischer–Tropsch reaction in a fixed-bed reactor packed with spiral-structured catalysts using COMSOL Multiphysics to evaluate heat management, hot spot reduction, and the enhancement of high-value product selectivity. The study comprises two main scenarios. The first examines the effects of tube spacing and number of tubes in a multitube reactor arranged in a hexagonal pattern using a 20% Co/SiO₂ spiral-structured catalyst. In models R1–R4, which contain a fixed number of 10 tubes, tube spacing was found to have only a limited influence on temperature distribution; all models still exhibited a hot spot near the …
Tailoring The Intrinsic Properties Of Polypropylene/Polypropylene Carbonate Blends Using Epoxidized Natural Rubber As A Bio-Based Compatibilizer,
2025
Faculty of Engineering
Tailoring The Intrinsic Properties Of Polypropylene/Polypropylene Carbonate Blends Using Epoxidized Natural Rubber As A Bio-Based Compatibilizer, Patsita Suphansomboon
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
The goal of this study was to enhance the biocompatibility of polypropylene/polypropylene carbonate (PP/PP) polymer blends by varying amounts of epoxidized natural rubber (ENR). This study focuses on determining how ENR concentration affects the interface and final properties of the polymer blend. A comprehensive analysis of the physical, mechanical, thermal, chemical, and dynamic mechanical properties, as well as the rheological properties of the PP/PPC system, was conducted to assess structural changes and property evolution within the PP/PPC system. The experimental results revealed that ENR can interact with PPC, resulting in a reduced domain size and a more uniform distribution. This …
Evaluating Co2 Storage Criteria : Focusing On Thailand's Petroleum Basins For Carbon Storage,
2025
Faculty of Engineering
Evaluating Co2 Storage Criteria : Focusing On Thailand's Petroleum Basins For Carbon Storage, Paul Tivere Benjamin
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Anthropogenic carbon dioxide (CO2) emissions from large point sources remain central to Thailand’s climate challenge, and geological carbon capture and storage (CCS) is now included in national mitigation plans. However, Thailand still lacks a transparent way to compare candidate saline aquifers and petroleum basins in terms of storage performance, containment, and socio-economic conditions, while allowing for uneven data quality. This thesis develops a Thailand-specific, two-stage framework that combines threshold-based screening with a multi-criteria ranking framework based on the Analytic Hierarchy Process (AHP) and Data Confidence Scores (DCS). Twenty-one criteria in three groups (capacity and injectivity, containment, and socio-economic constraints) were …
Simulation On Hydrogen Production From Mae-Moh Lignite Coal Gasification,
2025
Faculty of Engineering
Simulation On Hydrogen Production From Mae-Moh Lignite Coal Gasification, Pitatchai Arunwong
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Hydrogen energy has attracted significant attention due to its cleanliness, efficiency, and sustainability. Gasification is considered one of the most promising thermochemical routes to convert coal into high-quality syngas, which can subsequently be utilized for hydrogen production. Mae-Moh lignite, a low-rank coal with low carbon content and high moisture and volatile matter, is selected as the feedstock for this study. This research aims to develop a comprehensive simulation model of a hydrogen production process, integrating gasification, water-gas shift (WGS), acid gas removal, and hydrogen purification using the software simulator. The model predicts hydrogen product gas composition from Mae-Moh lignite under …
A Novel Hydrothermal Synthesis Process Of Mil-53(Al) Using Bamboo Biochar As A Sustainable Precursor For Co₂ Adsorption,
2025
Faculty of Engineering
A Novel Hydrothermal Synthesis Process Of Mil-53(Al) Using Bamboo Biochar As A Sustainable Precursor For Co₂ Adsorption, Pisit Phayutcharoenkun
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Among the numerous MOFs members, MIL-53 (Al) framework is one of the most interesting structures due to the breathing effect and has been widely investigated for hydrogen storage and water treatment. It is built up by the interconnection of infinite trans chains of corner-sharing AlO4(OH)2 octahedral by 1,4-benzenedicarboxylate ligands. MIL-53 crystallizes in a “wine rack” structure (Pnma, a = 17.129(2) Å, b = 6.628(1) Å, c = 12.182(1) Å, α = β = γ = 90°) with large internal pores held open by excess solvent and unreacted ligand in the as-synthesized state. Another challenge is the synthesis process and raw …
Suppressing Bromine Volatilization In Anthraquinone–Bromine Flow Batteries Using A Low-Cost Quaternary-Ammonium Complexing Agent,
2025
Faculty of Engineering
Suppressing Bromine Volatilization In Anthraquinone–Bromine Flow Batteries Using A Low-Cost Quaternary-Ammonium Complexing Agent, Prapassorn Areebumrungsuk
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
The deployment of anthraquinone-bromine redox flow batteries (AQBFBs) is hindered by the volatilization and corrosiveness of bromine (Br2), which elevates safety risks, causes active species loss, and reduces Coulombic Efficiency (CE). This study investigates the use of the low-cost additive 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride (CHA) as a bromine-complexing agent to mitigate these issues. The CHA additive utilizes a quaternary ammonium group to electrostatically associate with bromine and polybromide species, forming stable CHA-Brn complexes. Simultaneously, its hydroxyl functionality enhances solubility in the aqueous electrolyte, which promoted the self-recovery of this oil phase to the aqueous phase and, in turn, suppresses bromine vapor pressure …
Properties Modification Of High-Density Polyethylene Blending With Polypropylene Carbonate-Grafted-Stearic Acid,
2025
Faculty of Engineering
Properties Modification Of High-Density Polyethylene Blending With Polypropylene Carbonate-Grafted-Stearic Acid, Suphiriya Khongphom
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
The purpose of this study is to improve the mechanical properties of high-density polyethylene (HDPE) by incorporating it with polypropylene carbonate-grafted-stearic acid (PPC-g-ST). PPC was modified with stearic acid to enhance interfacial adhesion and compatibility between HDPE and PPC. The blends were prepared using an internal mixer at 160°C with a rotation speed of 60 rpm for 8 minutes. PPC-g-ST was added to PPC at 3, 5, 7, and 10 wt% contents. FTIR confirmed the formation of ester linkages between the carboxylic groups of stearic acid (ST) and the hydroxyl groups of PPC through the appearance of characteristic absorption bands. …
การประเมินทางเทคนิคเเละเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการผลิตอะเซทัลดีไฮด์จากเอทานอลโดยวิธีดีไฮโดรจิเนชันแบบใช้เเละไม่ใช้ออกซิเจน,
2025
คณะวิศวกรรมศาสตร์
การประเมินทางเทคนิคเเละเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการผลิตอะเซทัลดีไฮด์จากเอทานอลโดยวิธีดีไฮโดรจิเนชันแบบใช้เเละไม่ใช้ออกซิเจน, ไอรดา ตรียงค์
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
ปัญหาภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เกิดความจำเป็นในการพัฒนาแหล่งพลังงานที่สะอาดและยั่งยืน โดยเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ อย่างไรก็ตาม แนวโน้มการเพิ่มขึ้นของยานยนต์ไฟฟ้า (EVs) ส่งผลให้ความต้องการใช้เอทานอลในภาคพลังงานลดลงทำให้อุตสาหกรรมเอทานอลอาจเผชิญกับปัญหาภาวะล้นตลาดในอนาคต งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความเป็นไปได้ด้านเทคโนโลยี เศรษฐศาสตร์ และสิ่งแวดล้อมของกระบวนการผลิตอะเซทัลดีไฮด์จากเอทานอล โดยเปรียบเทียบกระบวนการดีไฮโดรจิเนชันในเฟสก๊าซสามรูปแบบ ได้แก่ Non-Oxidative Dehydrogenation (V–Zr–La/SBA-15-HT), Non-Oxidative Dehydrogenation (50 Cu–Cr R) และ Oxidative Dehydrogenation (V–Zr–La/SBA-15-HT) ภายใต้กำลังการผลิต 100,000 tonne/year โดยใช้งานจำลองด้วยโปรแกรม Aspen Plus V.14 ผลการประเมินการใช้พลังงานจำเพาะ (SEC) พบว่า กระบวนการ Non-Oxidative และ Oxidative Dehydrogenation (V–Zr–La/SBA-15-HT) มีค่า SEC ความร้อน 32.69 และ 28.63 MJ/kg และค่า SEC ไฟฟ้า 0.99 และ 1.04 MJ/kg ตามลำดับ ขณะที่กระบวนการ Non-Oxidative Dehydrogenation (50 Cu–Cr R) มีค่า SEC ต่ำที่สุดที่ 11.08 MJ/kg (ความร้อน) และ 0.40 MJ/kg (ไฟฟ้า) ด้านเศรษฐศาสตร์ ภายใต้ราคาผลิตภัณฑ์ปัจจุบัน 1.01 $/kg ทุกกระบวนการมีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) เป็นลบ จึงได้มีการคำนวณราคาขายใหม่เพื่อให้โครงการมีระยะเวลาคืนทุน 5 year ผลการวิเคราะห์ระบุว่ากระบวนการทั้งสามต้องการราคาขายใหม่ที่ 2.82, 1.184 และ 2.95 $/kg ตามลำดับ เพื่อให้ได้ NPV เท่ากับ 81.31, 33.80 และ 78.21 million $ และ IRR เท่ากับ 40.21%, …
การใช้ประโยชน์จากดินเบาของเสียที่ได้จากโรงงานเบียร์มาเป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมินาและทังสเตนออกไซด์สำหรับดีไฮเดรชันของเอทานอลไปเป็นเอทิลีน,
2025
คณะวิศวกรรมศาสตร์
การใช้ประโยชน์จากดินเบาของเสียที่ได้จากโรงงานเบียร์มาเป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมินาและทังสเตนออกไซด์สำหรับดีไฮเดรชันของเอทานอลไปเป็นเอทิลีน, ณัฐชนน เลิศภัทรนันท์
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำกากไดอะตอมไมต์ซึ่งเป็นของเสียจากกระบวนการผลิตเบียร์มาใช้เป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมินาและทังสเตนออกไซด์สำหรับปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮเดรชันไปเป็นเอทิลีน โดยเอทิลีนเป็นวัตถุดิบสำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เนื่องจากใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิเอทิลีนชนิดต่าง ๆ ปัจจุบันเอทิลีนผลิตได้จากกระบวนการแตกสลายด้วยความร้อน (thermal cracking) ของแนฟทา ซึ่งใช้พลังงานสูงและปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมาก อีกทั้งยังพึ่งพาวัตถุดิบจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีในการเพิ่มมูลค่าของไบโอเอทานอลไปเป็นเอทิลีนจึงเป็นทางเลือกที่เหมาะสมและยั่งยืน ในการศึกษานี้ได้เลือกใช้กากไดอะตอมไมต์จากโรงงานผลิตเบียร์ ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่มีรูพรุนสูงและมีราคาถูก มาผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพด้วยกรดซัลฟิวริก แล้วนำมาเคลือบฝังอะลูมินาด้วยวิธีการเคลือบฝังแบบเปียก (incipient wetness impregnation) โดยศึกษาผลของความเข้มข้นอะลูมินาที่ร้อยละ 5–20 โดยมวล พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AN/DE ให้ค่าคอนเวอร์ชันของเอทานอลและผลผลิตเอทิลีนสูงที่สุดเท่ากับ 67.3% และ 29% ตามลำดับ แสดงให้เห็นว่าการเคลือบฝังอะลูมินาช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวและปรับปรุงความเป็นกรดของตัวเร่งให้อยู่ในระดับอ่อนถึงปานกลาง ซึ่งเหมาะสมต่อการเกิดปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮเดรชัน จากนั้นได้ทำการเปรียบเทียบผลของตัวรองรับระหว่างดินเบาและซิลิกาเชิงพาณิชย์ โดยใช้สัดส่วนอะลูมินาร้อยละ 15 เท่ากัน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AN/CAB ให้ค่าคอนเวอร์ชันและผลผลิตเอทิลีนสูงสุดถึง 92% และ 80% ตามลำดับ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวสูง การกระจายตัวของอะลูมินาดี และมีความเป็นกรดรวมมากกว่าอย่างชัดเจน ทั้งยังมีความบริสุทธิ์สูงตามผลวิเคราะห์ XRF ในขั้นต่อมาได้ศึกษาผลของการเปลี่ยนสารตั้งต้นในการเคลือบฝังอะลูมินาบนดินเบา พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AS/DE ให้ค่าคอนเวอร์ชันและผลผลิตเอทิลีนเท่ากับ 57.2% และ 42% ตามลำดับ ซึ่งสัมพันธ์กับผลวิเคราะห์ SEM-EDX และ XRF ที่ตรวจพบซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบส่งผลให้ไปยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮโดรจีเนชันไปเป็นอะซีตัลดีไฮด์ พร้อมทั้งมีค่าความเป็นกรดรวมสูงซึ่งส่งเสริมการเกิดปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮเดรชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AS/DE มีประสิทธิภาพสูงที่สุดงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการใช้ของเสียจากอุตสาหกรรมเบียร์มาเป็นตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตเอทิลีนจากไบโอเอทานอล ซึ่งสามารถช่วยลดต้นทุนการผลิต ลดของเสียอุตสาหกรรม และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก สนับสนุนเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนและการปล่อยก๊าซสุทธิเป็นศูนย์ในอนาคต
การผลิตเอทานอลจากซังข้าวโพดที่ปรับสภาพด้วยการระเบิดด้วยไอน้ำโดยกระบวนการหมักแบบเชื้อผสม,
2025
คณะวิศวกรรมศาสตร์
การผลิตเอทานอลจากซังข้าวโพดที่ปรับสภาพด้วยการระเบิดด้วยไอน้ำโดยกระบวนการหมักแบบเชื้อผสม, อิฏฐนิตย์ อินทร์จันทร์
Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
งานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาการใช้วัสดุประเภทลิดโนเซลลูโลส ซึ่งสามารถหาได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรโดยเลือกใช้ซัง(หรือแกน) ข้าวโพดซึ่งเป็นเศษวัสดุจากข้าวโพดซึ่งมีการเพาะปลูกในปริมาณมากในประเทศไทย ในการปรับสภาพเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในกระบวนการหมักเอทานอล โดยมีจุดประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะของการปรับสภาพโดยการระเบิดด้วยไอน้ำและประเมินศักยภาพของซังข้าวโพดบดที่ถูกปรับสภาพในการผลิตเอทานอลด้วยกระบวนการย่อยและหมักพร้อมกัน (Simultaneous Saccharification and Fermentation; SSF) แกนข้าวโพดถูกบดและร่อนให้มีขนาดอนุภาค 2.0 และ 0.5 มิลลิเมตร จากนั้นนำไปปรับสภาพด้วยการระเบิดด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 190, 210 และ 230 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 6, 13 และ 20 นาที จากนั้นศึกษาผลของสภาวะการปรับสภาพต่อการปลดปล่อยน้ำตาลและการผลิตเอทานอลโดยวัสดุที่ผ่านการปรับสภาพจะถูกนำไปย่อยด้วยเอนไซม์เพื่อเปลี่ยนเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสเป็นน้ำตาลกลูโคสและไซโลส ก่อนเข้าสู่กระบวนการหมักแบบ โดยใช้เชื้อ Pichia stipitis TISTR 5806 ร่วมกับยีสต์ทางการค้า ผลการศึกษาพบว่า การปรับสภาพที่อุณหภูมิ 210 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 13 นาที ความเข้มข้นของกลูโคสสูงสุดเท่ากับ 19.5 กรัมต่อลิตร ที่การใช้ซังข้าวโพดที่มีขนาดอนุภาค 0.5 มิลลิเมตร ปรับสภาพที่อุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 นาที ที่ความเข้มข้นของของแข็งร้อยละ 13 (น้ำหนักต่อปริมาตร) ร่วมกับการเติม สามารถผลิตเอทานอลได้ที่ความเข้มข้นสูงสุด 29.4 กรัมต่อลิตร ซึ่งเพิ่มขึ้น 3.7 กรัมต่อลิตรเมื่อเทียบกับการใช้กากน้ำตาลเพียงอย่างเดียว ดังนั้นการเลือกสภาวะที่ใช้ในการปรับสภาพด้วยไอน้ำอย่างเหมาะสมจึงมีบทบาทสำคัญในการลดการเกิดสารยับยั้งระหว่างการปรับสภาพ ส่งผลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจากซังข้าวโพด รวมถึงมีศักยภาพที่ดีในการนำไปประยุกต์ใช้ในการกระบวนการหมักเพื่อผลิตสารชีวภาพอื่น ๆ
A Pyrrole Modified 3,4-Propylenedioxythiophene Conjugated Polymer As Hole Transport Layer For Efficient And Stable Perovskite Solar Cells,
2025
Purdue University
A Pyrrole Modified 3,4-Propylenedioxythiophene Conjugated Polymer As Hole Transport Layer For Efficient And Stable Perovskite Solar Cells, Yuanhao Tang, Ke Ma, Wenhao Shao, Yoon Ho Lee, Ashkan Abtahi, Jiaonan Sun, Hanjun Yang, Aidan H. Coffey, Harindi R. Atapattu, Mustafa Ahmed, Qixuan Hu, Wenzhan Xu, Raunak Dani, Limei Wang, Chenhui Zhu, Kenneth R. Graham, Jianguo Mei, Letian Dou
Chemical and Materials Engineering Faculty Publications
Despite the outstanding electric properties and cost-effectiveness of poly- (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and its derivatives, their performance as hole transport layer (HTL) materials in conventional perovskite solar cells (PSCs) has lagged behind that of widely used spirobifluorene-based molecules or poly(triaryl amine). This gap is mainly from their poor solubility and energy alignment mismatch. In this work, the design and synthesis of a pyrrole-modified HTL (PPr) based on 3,4-propylenedioxythiophene (ProDOT) are presented for efficient and stable PSCs. As a result of the superior defects passivation ability, excellent contact with perovskite, enhanced hole extraction, and high hydrophobicity, the unencapsulated PPr-based PSCs showed the …
Analysis Of Tar And Oil Derived From Pyrolysis And Copyrolysis Of Waste Plastics And Biomass,
2025
National Energy Technology Laboratory, Morgantown
Analysis Of Tar And Oil Derived From Pyrolysis And Copyrolysis Of Waste Plastics And Biomass, Anitha Shankaralinge Gowda, Dimitrios Karadimas, Jeffrey Seay
Chemical and Materials Engineering Faculty Publications
Pyrolysis has been proposed as a potential technology for managing the growing volume of plastic waste generated worldwide. Co-pyrolysis of plastic waste with biomass is a promising technology for generating fuel and chemical products. However, this process generates tar as a waste product. The chemical properties of this tar have yet to be thoroughly analyzed. This study presents the results of gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and thermogravimetric analysis (TGA) of oil and tar obtained from the pyrolysis of pure plastics including high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), polyethylene (PE), polystyrene (PS), and plastic-biomass mixtures. GC–MS analysis …
Membrane Filtration Of Nanoscale Biomaterials: Model System And Membrane Performance Evaluation For Aav2 Viral Vector Clarification And Recovery,
2025
University of Kentucky
Membrane Filtration Of Nanoscale Biomaterials: Model System And Membrane Performance Evaluation For Aav2 Viral Vector Clarification And Recovery, Mara Leach, Kearstin Edmonds, Emily Ingram, Rebecca E. Dutch, Ranil Wickramasinghe, Malgorzata Chwatko, Dibakar Bhattacharyya
Chemical and Materials Engineering Faculty Publications
The growing demand for viral vectors as nanoscale therapeutic agents in gene therapy necessitates efficient and scalable purification methods. This study examined the role of nanoscale biomaterials in optimizing viral vector clarification through a model system mimicking real AAV2 crude harvest material. Using lysed HEK293 cells and silica nanoparticles (20 nm) as surrogates for AAV2 crude harvest, we evaluated primary (depth filters) and secondary (membrane-based) filtration processes under different process parameters and solution conditions. These filtration systems were then assessed for their ability to recover nanoscale viral vectors while reducing DNA (without the need for endonuclease treatment), protein, and turbidity. …
Fundamental And Application Of Co-Assembly Of Peptides And Proteins: Experiment And Computation,
2025
University of Kentucky
Fundamental And Application Of Co-Assembly Of Peptides And Proteins: Experiment And Computation, Newton A. Ihoeghian, Qing Shao
Chemical and Materials Engineering Faculty Publications
Peptides and proteins can co-assemble into various nanostructures based on complementary non-covalent interactions such as electrostatic forces, hydrogen bonding, and hydrophobic associations. These co-assemblies create a design space of functional materials for a wide spectrum of energy, environmental, and biomedical applications. This review focuses on the fundamentals and applications of three co-assembling systems: ultra-short peptides, peptides, and proteins. We will present and discuss experimental studies demonstrating applications in drug delivery, tissue engineering, and biomaterials development. We will also discuss the contribution of computational research, including molecular dynamics simulations and machine learning, to enhance our understanding of assembly mechanisms. Integrating experimental …
Metathesis Or Isomerization: Counteranion Directed Reactivity Of Grubbs I,
2025
Old Dominion University
Metathesis Or Isomerization: Counteranion Directed Reactivity Of Grubbs I, Paul D. Miller, Joe B. Calkins, Craig A. Bayse, Trandon A. Bender
Chemistry & Biochemistry Faculty Publications
Catalytic isomerization of alkenes has garnered interest for many years, but there are remaining challenges when it comes to thermodynamic selectivity and uncontrolled isomerization. Nonbiased substrates, be it sterically or thermodynamically, remain challenging for many catalysts, with a few examples available in the more modern literature. Herein, we present the controlled isomerization of linear alkenes with a cocatalytic mixture of commercially available catalyst and reagents: Grubbs I, tris(pentafluorophenyl)borane, and triethylsilane. DFT calculations indicate that an observed alkylidyne hydride intermediate is in rapid equilibrium with an alkylidene that binds the alkene substrate. This combination results in a pi-acidic metal and a …
Synthesis And Characterization Of Free Radical Scavenging Dendrimer Nanogels Via Cross-Linking Reaction-Enabled Flash Nanoprecipitation,
2025
Missouri University of Science and Technology
Synthesis And Characterization Of Free Radical Scavenging Dendrimer Nanogels Via Cross-Linking Reaction-Enabled Flash Nanoprecipitation, Lin Qi, Da Huang, Huari Kou, Anna Chernatynskaya, Nuran Ercal, Hu Yang
Chemistry Faculty Research & Creative Works
This work reports the development and evaluation of dendrimer-based nanogels based on Poly amidoamine (PAMAM) dendrimer generation 5, engineered to act as a carrier with reactive oxygen species (ROS)-scavenging capabilities. We developed a cross-linking reaction-enabled flash nanoprecipitation method in which the cross-linking reaction occurs during the flash nanoprecipitation process to form a cross-linked nanostructure. Using this approach, an N-hydroxy succinimide (NHS)-functionalized ROS-responsive thioketal cross-linker (TK-NHS) was synthesized and utilized to cross-link DAB-core PAMAM dendrimer G5, resulting in the formation of G5-TK nanogels. The resulting nanogels were characterized using dynamic light scattering and transmission electron microscopy, and their cytocompatibility, irritancy, cellular …
