This thesis deals with converting a mixture of H2 and CO, also referred to as syngas or producer gas, to higher or mixed alcohols and other fuels through a process called Fischer Tropsch Synthesis (FTS). It is a beneficial pathway that minimizes the dependence on oil and similar fossil fuels which contribute to rapid climate change by releasing harmful greenhouse gases. The syngas used in FTS, is generally obtained through gasification of biomass to make the entire process renewable and to make the resulting fuel carbon neutral. The products are pure due to prior cleaning of syngas mixture to remove oxides of nitrogen, sulphur and other particulate matter, before the process, thereby drastically reducing the net exhaust gas emissions. The major objective of this project is to design a novel catalyst system and subject it to a series of experimentation for testing its selectivity towards alcohols. This is because the present catalytic systems are either very expensive to assemble or confer to a low yield. Two cobalt (Co) based catalysts, one without a promoter and the other which is promoted by zirconium (Zr), are prepared. The activity and selectivity of Co catalysts are finally compared with the existing Swedish Biofuels AB’s Iron (Fe) based catalyst promoted by copper (Cu) and chromium (Cr) along with characterization of the optimum reaction parameters like temperature, pressure, GHSV and syngas ratio for FTS. Aqueous incipient impregnation approach was adopted wherein the Co active metal and Zr promoter (only in second catalyst) are introduced step-wise on a ϒ-alumina support to synthesize the catalyst after which it is heat treated through drying, calcination and reduction to obtain the active Co metal catalyst. A high temperature FTS, was employed for the yield of alcohols and other gasoline derivatives according to literature. Finally, the liquid and gaseous products are analyzed through GC or GC/MS analysis techniques. The unpromoted Co catalyst’s activity is regarded as a failure due to satisfactory results. There were a few problems associated with the catalyst alone like poor mechanical stability that could be attributed to the use of an incorrect binder. Other problems included methanation due to haphazard temperature variations and inefficient catalyst reduction. For the promoted Co catalyst, the yield of alcohols and hydrocarbons was significantly higher than the unpromoted Co catalyst. A temperature of 300 °C, a GHSV of 360 h-1 , a pressure of 10 bar and a H2:CO ratio of 1.3:1 were the optimal background conditions for FTS. Higher temperature caused methanation and reduced the chain growth probability factor, α, that resulted in the formation of lower hydrocarbons only. Any increase in gas ratio and GHSV, also increased the rate of methane formation and caused diffusion limitations. For a one-stage setup with the reversal of exhaust gases, the conversion rates of CO and H2 were quite promising. This success can be attributed to a higher calcination temperature that increased the degree of reduction of Co due to formation of promoter oxides thereby enabling CO hydrogenation and H2 insertion. It helped to reduce CO2 formation as well. Even for the Fe catalyst, a low temperature, a low GHSV and low syngas ratio were preferred. But unlike its Co counterpart, a higher pressure favored an increase in yield of alcohols and other long chain hydrocarbons. Fe’s ability to support WGS reaction disturbed the molar ratio of CO and also released more CO2 that could affect the rate of syngas conversion. But, on the whole, Fe catalyst was efficient than Co catalyst for alcohol synthesis. The overall yield of alcohols was just 5% of the liquid products. Nearly 86% of the alcohol fraction comprised of C1, C2 and C3 alcohols alone and very few C4, C5 and C6 alcohols were obtained. / Denna avhandling behandlar omvandling av en blandning av H2 och CO, även kallad syngas eller producentgas, till högre eller blandade alkoholer och andra bränslen genom en process som kallas Fischer Tropsch Synthesis (FTS). Det är en bra väg som minimerar beroendet av olja och liknande fossila bränslen som bidrar till snabba klimatförändringar genom att släppa ut skadliga växthusgaser. Syngasen som används i FTS erhålls generellt genom förgasning av biomassa för att göra hela processen förnybar och för att göra det resulterande bränslet kolneutralt. Produkterna är rena på grund av föregående rengöring av syngasblandningen för att avlägsna kväveoxider, svavel och annat partikelformigt material före processen och därigenom drastiskt minska utsläppen av avgaserna. Huvudsyftet med detta projekt är att utforma ett nytt katalysatorsystem och utsätta det för en serie experiment för att testa dess selektivitet gentemot alkoholer. Detta beror på att de nuvarande katalytiska systemen antingen är mycket dyra att montera eller ge ett lågt utbyte. Två koboltbaserade (Co) -baserade katalysatorer, en utan en promotor och den andra som befordras av zirkonium (Zr), framställs. Aktiviteten och selektiviteten hos Co-katalysatorer jämförs slutligen med de befintliga Swedish Biofuels AB: s Iron (Fe) -baserade katalysator som främjas av koppar (Cu) och krom (Cr) tillsammans med karaktärisering av de optimala reaktionsparametrarna som temperatur, tryck, GHSV och syngasförhållande för FTS. Vattenhaltig begynnande impregneringsmetod användes där den Co-aktiva metallen och Zr-promotorn (endast i den andra katalysatorn) införs stegvis på ett ϒ-aluminiumoxidstöd för att syntetisera katalysatorn, varefter den värmebehandlas genom torkning, kalcering och reduktion för att erhålla aktiv Co-metallkatalysator. En hög temperatur FTS användes för utbytet av alkoholer och andra bensinderivat enligt litteratur. Slutligen analyseras de flytande och gasformiga produkterna genom GC- eller GC / MS-analystekniker. Den outpromoterade Co-katalysatorns aktivitet betraktas som ett misslyckande på grund av tillfredsställande resultat. Det fanns några problem associerade med katalysatorn ensam som dålig mekanisk stabilitet som kunde tillskrivas användningen av ett felaktigt bindemedel. Andra problem inkluderade metanering på grund av variationer i slumpmässiga temperaturer och ineffektiv katalysatorreduktion. För den befordrade Co-katalysatorn var utbytet av alkoholer och kolväten betydligt högre än den opromoterade Co-katalysatorn. En optimal temperatur på 300 ° C, en GHSV på 360 h-1, ett tryck av 10 bar och ett H2: CO-förhållande på 1,3: 1 var de optimala bakgrundsbetingelserna för FTS. Högre temperatur orsakade metanering och reducerade sannolikhetsfaktorn för kedjan tillväxt, a, vilket resulterade i bildandet av endast lägre kolväten. Varje ökning av gasförhållandet och GHSV, ökade också metanbildningshastigheten och orsakade diffusionsbegränsningar. För en inställning i ett steg med reversering av avgaser var omvandlingsgraden för CO och H2 ganska lovande. Denna framgång kan tillskrivas en högre kalcineringstemperatur som ökade graden av reduktion av Co på grund av bildning av promotoroxider och därigenom möjliggör CO-hydrering och H2-införing. Det hjälpte också till att minska koldioxidbildningen. Även för Fe-katalysatorn föredrog man en låg temperatur, ett lågt GHSV och lågt syngasförhållande. Men till skillnad från Co-motsvarigheten gynnade ett högre tryck en ökning av utbytet av alkoholer och andra långkedjiga kolväten. Fe: s förmåga att stödja WGS-reaktion störde det molära förhållandet CO och frigav också mer CO2 som kan påverka hastigheten på syngasomvandlingen. Men i stort sett var Fe-katalysator mer effektiv än Cokatalysator för alkoholsyntes. Det totala utbytet av alkoholer var bara 5% av de flytande produkterna. Nästan 86% av alkoholfraktionen bestod av C1-, C2- och C3-alkoholer enbart och mycket få C4-, C5- och C6-alkoholer erhölls.

Visible light photoredox catalysis has proven to be a powerful tool for promoting transformations in organic synthesis. Hence this project was carried out to develop tools for predicting reactivity patterns of visible light- promoted redox reactions. Fluorination is of immense importance in organic chemistry, and so is trifluoromethoxylation. The fluorination reaction has been studied for a long time and has been accomplished in milder ways, while the generation of a trifluoromethoxy-radical at room temperature and atmospheric pressure remains a challenge. The design of the reaction in this project is to overcome the instability and take control of the catalytic event under visible- light photocatalytic conditions. The trifluoromethoxylation reaction proceeded at room temperature with the reaction time of 60 min using acetonitrile as the solvent and blue LED (10 W) as the external light source. No yield of the desired product was obtained for any of the substrates. More surprisingly, in all entries, 3,3-diphenylprop-2-en-1-ol was attained as a side product. The same side product was also detected in the entry with ambient light, concluding that the reaction was completed without any external light source. Thus, no photoredox catalysis took place. / Fotoredoxkatalys via ljus inom det synliga spektrat har visat sig vara ett kraftfullt verktyg för att gynna reaktioner inom organisk syntes. Detta projekt genomfördes med syfte att utveckla verktyg avsedda för att förutspå reaktivitetsmönster vid fotoredoxkatalys med synligt ljus. Fluorinering och trifluorometoxylering är viktiga verktyg inom organisk syntes. Fluorineringsreaktionen har studerats länge och har kunnat genomföras under milda reaktionsbetingelser, medan generering av trifluorometoxyradikal vid rumstemperatur och atomsfärstryck fortfarande är en utmaning. Reaktionen i det här projektet är designad för att kringgå instabilitetsproblemet och ta kontroll över katalysmomentet, under fotokatalysförhållanden i synligt ljus. Reaktionen utfördes i rumstemperatur med en reaktionstid på 60 minuter, med acetonitril som lösningsmedel och blå LED (10 W) som extern ljuskälla. Inget av substraten reagerade till den önskade produkten. Mer överraskande var att 3,3-difenylprop-2-en-1-ol erhölls som sidoprodukt vid alla reaktionsstillfällen. Samma sidoprodukt upptäcktes även vid reaktion genomförd i dagsljus, vilket indikerar att reaktionen skedde utan någon extern ljuskälla. Således skedde ingen fotoredoxkatalys.

Etylenglykol (etan-1,2-diol) är en dihydroxyalkohol som är en komponent i kylarvätska och andra frost- och kylskyddsmedel. Förtäring av etylenglykol leder till allvarliga skador och i värsta fall död utan behandling. I Sverige år 2020 fanns det endast ett tiotal laboratorier som erbjöd analys av etylenglykol dygnet runt. Detta leder till att prover ofta behöver skickas till större laboratorier med taxi vilket i sin tur leder till en försenad diagnosticering av patienten. Syftet med examensarbetet var att verifiera en enzymatisk kolorimetrisk metod för analys av etylenglykol i plasma på instrumentet Roche Cobas® 8000 modul c502. Reagenset som verifierades var DiscretPak™ Ethylene Glycol Reagents från företaget Catachem. Verifieringen gjordes med avseende på total precision (repeterbarhet), inomserieprecision och linjäritet. Resultaten jämfördes med analys på gaskromatograf. Provmaterialet bestod av patientprover av litiumheparinplasma,  patientprover av serum och kontrollprover från Equalis. Resultatet som erhölls vid verifieringen visade på linjär korrelation mellan den enzymatiska metoden och GC-analys. En negativ bias observerades dock i jämförelse med analys på gaskromatograf. Utvärdering av repeterbarhet gav CV 4,6% vid 9,0 mmol/L och 3,66% vid 40,0 mmol/L. Inomserieprecisionstudie gav CV 14,7% vid 1 mmol/L, 5,2% vid 4 mmol/L och 1,4% vid 17 mmol/L. Precisionen är viktigast vid de lägre koncentrationerna. Insättning av behandling med antidot är aktuellt vid 4 mmol/L. Utvärdering av linjäritet visade på ett starkt linjärt samband hos analysen vid koncentrationer <50 mmol/L. Vid koncentrationer >50 mmol/L fanns ett linjärt samband men en minskad överensstämmelse mellan den beräknade och den uppmätta koncentrationen observerades. Metodverifieringen ansågs vara godkänd för kliniskt bruk och analysen kommer att införas i analyssortimentet hos Klinisk Kemi i Växjö. / Ethylene glycol is an alcohol that is a common component in antifreeze. Ingestion of ethylene glycol will, without treatment, lead to severe organ damage and in worst-case death. In 2020 there was only a few laboratories in Sweden that offered analysis of ethylene glycol all hours of the day and week. This means that samples often need to be transported to laboratories at larger hospitals which leads delayed diagnosis of the patient. The purpose of this study was to verify an enzymatic method for analysis of ethylene glycol in plasma on the instrument Roche Cobas® 8000 module c502. The reagent that was used was DiscretPak™ Ethylene Glycol Reagents from Catachem. The study included evaluation of total precision, within-run precision, linearity, and a comparison with analysis with gas chromatography (GC). The sample material consisted of patient samples of plasma, patient samples of serum and quality controls from Equalis. The result of the study showed linear correlation between the enzymatic method and analysis with GC. A negative bias was observed in comparison to analysis with GC. The coefficient of variation (CV) for total precision was 4,7% at 9,0 mmol/L and 3,7% at 40,0 mmol/L. The CV for within-run was 14,7% at 1 mmol/L, 5,2% at 4 mmol/L and 1,4% at 17 mmol/L. The precision of the method is most important at lower concentrations. The evaluation of linearity showed linear correlation at concentrations <50 mmol/L with. A linear correlation was observed at concentrations >50 mmol/L, although the agreement with the calculated concentrations decreased. The method verification was successful as the results were deemed acceptable for clinical use.