Selektive katalytische Synthesemethoden
Prof. Dr. Eszter Baráth
Unser Forschungsinteresse gilt dem grundlegenden Verständnis und der Beschreibung der Metallfunktion von getragenen (Übergangs-)Metallen und der Bestimmung ihrer spezifischen physikochemischen Eigenschaften. Unsere allgemeine Forschungsstrategie besteht aus drei Hauptpfeilern: den experimentellen Erkenntnissen, der spektroskopischen Analyse unter möglichst vielen Gesichtspunkten und den theoretischen Erkenntnissen, wenn die experimentellen und spektroskopischen Messungen nicht möglich sind oder das vermutete Ergebnis nicht schlüssig genug ist. Aus experimenteller Sicht werden physikalisch-chemische Erkenntnisse benötigt, um die heterogene Oberfläche zu beschreiben und das Verhalten an der Fest-Flüssig-Grenzfläche zu verstehen (z. B. durch Adsorptionsmessungen). Um die Bandbreite möglicher organischer Reaktionen in einer heterogenen Umgebung durch Ausnutzung der vorteilhaften Eigenschaften der festen Oberfläche zu erweitern, spielt die synthetische organische Chemie eine Schlüsselrolle. Die spektroskopische Analyse kann durch den eindeutigen Nachweis struktureller und morphologischer Besonderheiten einen klaren Hinweis auf die Beschaffenheit katalytisch aktiver Stellen geben, sowohl qualitativ als auch quantitativ. In der fest-flüssigen Zwischenphase ist die Beschreibung eines chemischen Phänomens auch aus experimenteller und spektroskopischer Sicht eine große Herausforderung.
Diese Komplexität eröffnet aber auch neue Möglichkeiten für das Verständnis neuer Phänomene. Die heutigen Herausforderungen erfordern die Entdeckung immer präziserer und hocheffizienter wiederverwendbarer Katalysatoren. Dies erfordert jedoch ein tieferes Verständnis der Grenzflächen und der Kombination ihrer potenziellen positiven Eigenschaften, die uns zu Synergien führen. Zu den Synergien gehören beispielsweise das Verhalten von Metallen auf Trägern mit sehr hoher Dispersion und atomarer Größe, Single-Site-Strukturen, aber auch Systeme mit zwei oder mehr katalytischen Effekten, die zusammenwirken.
Unsere wichtigsten Forschungsinteressen sind:
die Komplexität ausgewählter Reaktionstypen (z. B. Wasserstoffübertragungsreaktionen, Hydrierung, Hydroformylierung usw.) von Modellverbindungen unter verschiedenen Bedingungen zu verstehen und zu kontrollieren
die Untersuchung der Fähigkeit heterogener Katalysatoren, selektive Umwandlungen durch spezifische Adsorption von Substraten zu katalysieren
die Untersuchung der Abstraktions-/Donatorfähigkeit von Metallen in Gegenwart spezieller Modifikatoren (z. B. Donatormoleküle)
die entsprechenden aktivierenden/physikalisch-chemischen Parameter und Raten zu bestimmen und die ermittelten Werte mit der beobachteten katalytischen Aktivität und Selektivität zu verknüpfen
Unsere derzeitigen Partner und finanziellen Unterstützer: