Neue kohlenstoffbasierte Katalysatoren f\u00fcr die oxidative Dehydrierung von Alkoholen<\/p>\n
Die Aldehyde Formaldehyd, Acetaldehyd und Butyraldehyd sind \u00f6konomisch wichtige Intermediate in der chemischen Industrie (Weltjahresproduktion ca. 43?<\/span><\/em>106\u00a0t\/a). Diese werden als Teil der heutigen, erd\u00f6lbasierten Wertsch\u00f6pfungsketten in \u00fcbergangsmetallkatalysierten Prozessen aus Methanol, Ethen und Propen hergestellt.\u00a0 Eine nachhaltige Alternative zu diesen Prozessen stellt die metallfreie, kohlenstoffkatalysierte oxidative Dehydrierung von fermentativ gewonnen Alkoholen dar. In diesem Zusammenhang stand bislang vor allem die oxidative Dehydrierung von Ethylbenzol zu Styrol im wissenschaftlichen Fokus. Als Katalysatoren kamen dabei haupts\u00e4chlich Kohlenstoffnanomaterialien zum Einsatz. Diese weisen zwar hohe Aktivit\u00e4ten und Selektivit\u00e4ten auf, fanden jedoch aufgrund von intrinsischen Nachteilen wie etwa ungekl\u00e4rten gesundheitlichen Risiken und unzureichend skalierbaren Synthesemethoden bislang keine industrielle Anwendung. Eine m\u00f6gliche Alternative bieten mesopor\u00f6se, graphitische Kohlenstoffe, die \u00fcber skalierbare Verfahren aus wohldefinierten Ausgangsmaterialien gewonnen werden k\u00f6nnen. Im Gegensatz zu den meisten herk\u00f6mmlichen heterogenen Katalysatoren ist es bei der Synthese von polymer-abgeleiteten Kohlenstoffmaterialien m\u00f6glich, bestimmte Schl\u00fcsseleigenschaften gezielt einzustellen. In diesem Zusammenhang ist vor allem die Manipulation der Textur (Spezifische Oberfl\u00e4che, Porengr\u00f6\u00dfenverteilung), der Kristallinit\u00e4t (Graphitanteil) und der Oberfl\u00e4chenfunktionalisierung von Interesse. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n Im Rahmen dieses Promotionsprojektes soll eine Syntheseroute zur Herstellung von Modellkatalysatoren entwickelt werden, die es erm\u00f6glicht die genannten Schl\u00fcsseleigenschaften unabh\u00e4ngig voneinander einzustellen. Als Ausgangsstoff dienen dazu Phenolderivate, die in Anwesenheit eines Softtemplates (Kontrolle der spezifischen Oberfl\u00e4che\/Porengr\u00f6\u00dfenverteilung) mit Formaldehyd polymerisiert werden. Die Phenol\/Formaldehyd\/Softtemplat-Konjugate werden anschlie\u00dfend zusammen mit einem Graphitisierungskatalysator pyrolysiert (Kontrolle der Kristallinit\u00e4t\/Oxidationsbest\u00e4ndigkeit \u00fcber die Pyrolysetemperatur bzw. den Graphitisierungskatalysator). Zuletzt wird \u00fcber eine S\u00e4urebehandlung der Graphitisierungskatalysator entfernt, und die Oberfl\u00e4chenfunktionalisierung eingestellt.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n Neben der Synthese von Modellkatalysatoren steht die Untersuchung des Katalysemechanismus im Fokus des Promotionsprojektes. Einfache Aktivit\u00e4tstests k\u00f6nnen in Verbindung mit der flexiblen Katalysatorsynthese bereits zur Ableitung erster Struktur-Wirkungs-Beziehungen dienen. Weiterhin soll in-situ<\/em> Infrarotspektroskopie zur Untersuchung der Rolle und Identifikation von sauerstoffhaltigen Oberfl\u00e4chengruppen im Katalysemechanismus der oxidativen Dehydrierung von Alkoholen eingesetzt werden. Die Sauerstoffaktivierung an den Modellkatalysatoren soll mit Hilfe von Isotopenaustauschexperimenten (16O\/18O und H216O\/H218O) untersucht werden.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n Letztendlich sollen die Erkenntnisse aus den Untersuchungen zum Katalysemechanismus in Verbindung mit der flexiblen Materialsynthese genutzt werden, um ein wissensbasiertes Design von Kohlenstoffkatalysatoren f\u00fcr die oxidative Dehydrierung von Methanol, Ethanol und Butanol zu erm\u00f6glichen. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Neue kohlenstoffbasierte Katalysatoren f\u00fcr die oxidative Dehydrierung von Alkoholen Die Aldehyde Formaldehyd, Acetaldehyd und Butyraldehyd sind \u00f6konomisch wichtige Intermediate in der chemischen Industrie (Weltjahresproduktion ca. 43?106\u00a0t\/a). Diese werden als Teil der heutigen, erd\u00f6lbasierten Wertsch\u00f6pfungsketten in \u00fcbergangsmetallkatalysierten Prozessen aus Methanol, Ethen und Propen hergestellt.\u00a0 Eine nachhaltige Alternative zu diesen Prozessen stellt die metallfreie, kohlenstoffkatalysierte oxidative Dehydrierung […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52404","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20017\/512","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Herold","dbu_stipendiaten_vorname":"Felix","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2017-12-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2020-11-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Technische Universit\u00e4t Darmstadt
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