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.

Fotoredoxkatalys tillhandahåller möjligheter att utveckla nya hållbara kemiska reaktionsvägar. När fotokatalysatorn bestrålas med synligt ljus möjliggörs elektronöverföring till eller från substratet som i sin tur medför alstring av reaktiva fria radikaler. Kolradikaler, genererade med fotoredox-katalys från alkyloxalataktiverade alkoholer, har framgångsrikt kopplats till sulfinyliminer och möjliggör därigenom syntes av onaturliga α-aminosyror. Reaktionen utförs vid rumstemperatur och kräver endast extern energi i form av synligt ljus för att aktivera den iridium-baserade fotokatalysatorn. Den höga tillgängligheten av alkoholer utgör ett rimligt skäl för att använda dem som startmaterial. I detta projekt har tertiära alkoholer resulterat i framgångsrika reaktioner. / Photoredox catalysis provides opportunities to develop new sustainable chemical reaction pathways through single-electron transfer events and generation of reactive free-radical species. In this thesis carbon radicals, generated with photoredox catalysis from alkyl oxalate-activated alcohols, have successfully been coupled to sulfinyl imines and thereby enabling synthesis of unnatural α-amino acids. The reaction is performed at room temperature and only requires external energy in the form of visible light to activate the iridium-based photocatalyst. The abundance and availability of alcohols presents good reasons to use them as radical precursors. Under the developed reaction conditions, tertiary alcohols proved to be successful radical precursors, giving the desired product in good yield.

Microplastics take hundreds to thousands of years to degrade in nature, and pose a threat to the environment. A photocatalytical degradation method have been developed to take advantage of solar light to degrade microplastics, however it takes several months to degrade microplastics with the process. The purpose of this study is to enhance the degradation rate of microplastics by synthesizing a material where photocatalysis is combined with Fenton reaction. A material with zinc oxide nanorods coated with tin oxide and decorated with iron particles (𝑍𝑛𝑂/𝑆𝑛𝑂2/𝐹𝑒0) was synthesized and used to degrade methylene blue, polystyrene and polypropylene. The result show that the degradation rate with a 𝑍𝑛𝑂/𝑆𝑛𝑂2/𝐹𝑒0 – sample is faster than with a 𝑍𝑛𝑂 – sample, and that it can be used to degrade polystyrene and polypropylene.Students’ view on researchers can affect the development of their interest and attitude towards science. Study visits to laboratories have been used to increase students’ interest and give them new experiences. The purpose of this study is to investigate what and how high school students learn during a study visit to a nanotechnology laboratory, and how the study visit affects high school students’ interest and motivation for research and learning. A study visit with 5 stations was organized, and students were given a questionnaire about what they learned during the study visit. Thematic analysis was used to analyze the students’ answers. The result shows that the study visit increased students’ interest in research, and the importance of designing stations so that they are connected to students’ previous knowledge and are within their proximal development zone. / Mikroplaster tar hundratals till tusentals år att bryta ner i naturen och utgör ett hot mot miljön. En fotokatalytisk nedbrytningsprocess har utvecklats där solljus utnyttjas för att bryta ner mikroplaster, dock tar det flera månader att bryta ner mikroplaster med den processen. Syftet med denna studie är att förbättra nedbrytningshastigheten av mikroplaster genom att syntetisera ett material där fotokatalys kombineras med Fenton-reaktion. Ett material med zinkoxid nanorör belagda med tennoxid och dekorerade med järnpartiklar (𝑍𝑛𝑂/𝑆𝑛𝑂2/𝐹𝑒0) syntetiserades och användes för att bryta ner metylenblått, polystyren och polypropen. Resultatet visar att nedbrytningshastigheten med 𝑍𝑛𝑂/𝑆𝑛𝑂2/𝐹𝑒0 – materialet är snabbare än med ett 𝑍𝑛𝑂 – material, och att 𝑍𝑛𝑂/𝑆𝑛𝑂2/𝐹𝑒0 – materialet kan användas för att bryta ned polystyren och polypropen.Elevers syn på forskning och forskare kan påverka utvecklingen av deras intresse och inställning till vetenskap. Studiebesök på laboratorier har använts för att öka elevernas intresse och ge dem nya erfarenheter. Syftet med denna studie är att undersöka vad och hur gymnasieelever lär sig under ett studiebesök i ett nanotekniklaboratorium och hur studiebesöket påverkar gymnasieelevernas intresse och motivation för forskning och lärande. Ett studiebesök med 5 stationer organiserades och eleverna fick ett frågeformulär om vad de lärde sig under studiebesöket. Tematisk analys användes för att analysera elevernas svar. Resultatet visar att studiebesöket ökade elevernas intresse för forskning och vikten av att utforma stationer så att de är kopplade till elevernas tidigare kunskaper och ligger inom deras proximala utvecklingszon.